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浸没式MBR在高盐高钙选矿废水深度处理中应用工艺优化

         
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为实现高盐高钙选矿废水高效脱氮并探明浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)在选矿废水深度脱氮中应用的工艺条件,研究了水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和水温对硝化-反硝化特征的影响,运行与间歇时间之比和运行周期对膜污染特征和机理的影响,根据出水水质及其稳定性、膜污染周期和SMBR运行稳定性确定最佳工艺条件。结果表明:在水温高于15℃及HRT分别为1.25、2.34、2.50NH^(+)_(4)-N浓度为(593.15±134.23)mg·L^(-1)(平均值±标准差),平均去除率分别为95.90%、81.30%、98.38%和99.91%;进水TN浓度为(688.39±163.97)mg·L^(-1),平均去除率分别为85.84%、56.97%、54.46%和87.93%。SMBR脱氮良好,且随着HRT的延长,脱氮效率提高,运行稳定性增加,最佳HRT为4.50 d。根据不同水温条件下的硝化-反硝化特征,确定硝化速率和反硝化速率的温度修正系数分别为1.05和1.03;20℃和9℃(最不利水温)的硝化速率分别为0.0229 kg·(kg·d)^(-1)和0.0129 kg·(kg·d)^(-1),反硝化速率分别为0.0907 kg·(kg·d)^(-1)和0.0642 kg·(kg·d)^(-1)。为确保最不利水温条件下的硝化-反硝化效果,HRT应不小于5.40 d。当最不利水温持续时间较短时,HRT宜采用4.50 d,并通过延长污泥龄的方法保证脱氮效果。在运行周期固定为12 min、运行与间歇时间之比分别为5∶1和2∶1的条件下,膜运行时长分别为6.70 d和11.14 d,缩短运行与间歇时间的比例有利于延长膜运行时长;在运行与间歇时间之比固定为2∶1,运行周期分别为12 min和6 min的条件下,膜运行时长分别为11.14 d和65.42 d,缩短运行周期有助于控制膜污染;根据膜污染特征与运行时长,确定最佳运行/间歇时间为4 min/2 min。以上结果表明了SMBR处理高盐高钙选矿废水的最佳工艺条件,可为SMBR在实践工程应用中提供理论依据。

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