沼气循环分散式污泥厌氧膜生物反应器处理高浓度工业废水的中试研究

【摘要】：厌氧生物处理技术与MBR工艺结合是近年来逐渐兴起的新型废水处理组合工艺。AnMBR工艺的优势与前景在于对特定种类的废水有非常好的处理效果：含有较高浓度有毒有害物质的高浓度有机物工业废水；出水中的SS浓度极高的有机废水以及单独的厌氧生物处理方法处理难以形成颗粒污泥的废水。 试验过程中，先后利用沼气循环分散式污泥厌氧膜生物反应器处理高浓度啤酒废水及高浓度的丙酮/异丙醇废水。 试验结果表明：沼气循环分散式污泥厌氧膜生物反应器处理啤酒废水具有较高的可行性。反应器稳定运行时，最高容积负荷为10kgCODCr/（m3·d），水力停留时间为2d，进水COD浓度为20000mg/L；而混合液出水COD浓度1300mg/L，反应器生化去除率93%，膜出水COD1000mg/L，总去除率95%。 在处理啤酒废水的启动过程中，进水中添加1/3浓度甲醇废水能够有效促进反应器中产甲烷菌的增长，明显缩短了反应器启动所需要的时间。 沼气循环分散式污泥厌氧膜生物反应器稳定运行阶段的稳定运行参数主要包括：pH：6.7~7.2，温度：32~37℃；反应器内混合液溶解氧0.03mg/L，混合液碱度为1000mg/L~2000mg/L之间；启动期废水中C：N：P保持在（200~300）：5：1，到了稳定运行期C：N：P保持在1000：5：1也能满足需求。 反应器没有设计相应的膜清洗装置，试验中主要利用沼气循环清洗/水力循环结合的方式控制膜污染；膜组件选用天津膜天膜公司产的中空纤维膜帘式膜组件；膜为亲水非对称膜，采用浸没式安装，产水方式为负压错流过滤；污泥浓度为15000mg/L；沼气循环/水力循环的气水比高达30:1；运行方式采用产水5分钟，清洗5分钟的间歇运行方式。 当完成对啤酒废水的处理研究后，反应器停运一个月，仅驯化15d便再次启动成功，表明厌氧污泥休眠后能够在较短时间内恢复活性。 沼气循环分散式污泥厌氧膜生物反应器处理丙酮/异丙醇废水，虽然启动阶段COD的生化去除率75%，但是从生化去除率的变化规律来看，反应器表现出逐渐适应丙酮/异丙醇废水的趋势；与思源环保公司的混凝沉淀/IC/MBR工艺处理同类废水的结果比较后，认为利用该反应器处理丙酮/异丙醇废水是可行的。 【关键词】：厌氧生物处理 膜生物反应器 沼气循环 分散式污泥
【学位授予单位】：苏州科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 厌氧生物处理技术11-14
• 1.2.1 国外厌氧生物处理技术发展简介12-13
• 1.2.2 国内厌氧生物处理技术发展简介13-14
• 1.3 膜生物反应器（MBR）技术14-18
• 1.3.1 国外膜生物反应器技术发展与现状14-16
• 1.3.2 我国膜生物反应器技术发展与现状16-18
• 1.4 试验课题的提出18-21
• 1.4.1 厌氧生物处理与 MBR 工艺结合18-19
• 1.4.2 研究的目的与意义19-20
• 1.4.3 研究的主要内容20-21
• 第二章 试验装置与研究方法21-26
• 2.1 试验装置21-23
• 2.2 试验处理的废水23-24
• 2.2.1 啤酒废水23-24
• 2.2.2 丙酮/异丙醇混合废水24
• 2.3 试验过程中的分析项目及方法24-25
• 2.4 试验运行与控制方案25-26
• 2.4.1 处理啤酒废水的试验方案25
• 2.4.2 处理丙酮/异丙醇废水的可行性研究试验方案25-26
• 第三章 AnMBR 处理啤酒废水的中试研究26-58
• 3.1 污泥接种及驯化26-29
• 3.1.1 沼气循环/水力搅拌效果26-29
• 3.2 AnMBR 处理啤酒废水的启动阶段以及稳定运行阶段29-38
• 3.2.1 处理啤酒废水的第一次启动阶段30-32
• 3.2.2 处理啤酒废水的第二次启动阶段32-36
• 3.2.3 处理啤酒废水的稳定运行阶段36-38
• 3.3 膜组件的污染与清洗研究38-43
• 3.3.1 膜污染的基本理论38-39
• 3.3.2 试验中膜的污染研究39-41
• 3.3.3 膜清洗的理论与方式41-42
• 3.3.4 试验中的膜污染控制方法研究42-43
• 3.4 实验结果讨论与分析43-57
• 3.4.1 添加甲醇废水对厌氧反应器启动的影响43-49
• 3.4.2 系统稳定运行阶段容积负荷对混合液 VFA 与生化去除率的影响49-50
• 3.4.3 系统中氨氮与磷酸盐的关系50-52
• 3.4.4 污泥浓度对系统对 COD 的生化去除率的影响52-53
• 3.4.5 稳定运行阶段 混合液 pH 与碱度53-54
• 3.4.6 膜组件对 COD 的去除率的贡献54-55
• 3.4.7 膜组件对进水中浊度的去除效果55-56
• 3.4.8 反应器稳定运行阶段产气组分56-57
• 3.5 本章总结57-58
• 第四章 AnMBR 处理丙酮/异丙醇混合废水的研究58-61
• 4.1 AnMBR 休眠后污泥活性的快速恢复58-59
• 4.2 AnMBR 处理丙酮/异丙醇混合废水的可行性研究59-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 结论与建议61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 建议62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录67

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