MBR深度处理垃圾焚烧渗沥液的效能与膜污染控制研究

发布时间：2020-11-12 14:36

　　 焚烧发电逐渐成为城市生活垃圾减量化、无害化和资源化处理的新趋势。垃圾焚烧前熟化过程中产生的渗沥液采用"EGSB-缺氧/两级好氧MBBR-MBR"组合工艺处理,存在MBR处理单元膜污染严重问题。本文研究MBR单元工艺参数的优化,解析内置和外置MBR膜污染的机理,并对MBR膜污染清洗方法进行筛选。本文以COD、NH_4(~+)-N、TN、TP、SS为水质指标,膜通量和跨膜压差为污染指标,考察工艺参数对MBR运行的影响,优化并确定了外置MBR最佳工艺参数为：膜面错流速率为2.21 m/s、操作压力为0.03 MPa、污泥浓度为2000～6000 mg/L。内置MBR与外置MBR分别在其最优条件下同时运行100天,对污染物的去除效果几乎没有差异,对COD、NH_4(~+)-N、TN、TP、SS的平均去除率均达到93%、97%、24%、15%和100%,对挥发性小分子有机物和腐殖质类DOM也有较好的去除作用,其中直链烷烃类有机物和蛋白质类溶解性有机物能被完全去除。对两种膜污染机理研究发现,膜面泥饼层特征官能团相似,均是以胞外聚合物为主的有机物和以CaCO3为主的无机物。内置MBR中主要阻力为滤饼层阻力,占总阻力的63.89%；外置MBR滤饼层阻力和可逆阻力所占比例几乎相等,分别为33.77%和35.42%。高通量测序分析内置MBR和外置MBR膜面细菌生物群落结构,表明外置MBR泥饼层多样性(Shannon=5.42)远高于内置MBR泥饼层多样性(Shannon=2.53),且内置MBR膜面泥饼层中含有更多的γ-变形菌纲细菌,其易附着于膜表面引起膜污染,说明内置MBR较外置MBR更易被污染。本文研究确定了物理清洗(气洗+气水混合冲洗+高速流水冲洗)和化学清洗(氢氧化钠碱洗+柠檬酸酸洗)的组合清洗方式,清洗后膜通量可恢复97.37%以上。原子力显微镜和扫描电镜的结果表明,清洗后膜表面粗糙度和菌胶团数量均明显减少。对比100天内清洗再生后的内置MBR与外置MBR的处理效能可知,外置MBR污染速率小于内置MBR,外置MBR产水量为93686.54 L/m2远大于内置MBR(4246.71L/m2)。对内外置MBR的技术经济成本比较可知,外置MBR处理单位水量渗沥液的经济成本(2.391元/m3)小于内置MBR(2.896元/m3),且外置MBR操作灵活,管理方便,可实现在线自动控制。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：X703
【部分图文】：

ＭＢＲ多样性（Ｓｈａｎｎｏｎ＝５．４２）远高于内置ＭＢＲ多样性（Ｓｈａｎｎｏｎ＝２．５３），说明外置??ＭＢＲ膜面泥饼层菌群分布比内置ＭＢＲ膜面泥饼层菌群分布更均匀。??图４－５表示四组样品的微生物群落文氏图，它表示各样品间ＯＴＵ的差异，用于??分析各样品的ＯＴＵ分布，图中的重叠区域表示样品间共同的ＯＴＵ数目。由图可得共??有１１４个ＯＴＵ是四个样品共有的，占总ＯＴＵ数的１８．８１％?（总ＯＴＵ数为６０６）??ＲＳ?ＲＭ??－ＷＳｋ。??图４－５微生物群落文氏图??Ｈｇ．?４－５?Ｖｅｎｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ??（２）高通量测序实验结果分析??图４－６表示内外置ＭＢ民样品在口水平上的主要微生物相对丰度分布，即高通量??测序结果中各个口的微生物序列占该样品总序列数的百分比。从四个污泥样品中共检??测出１５个己知的口。??由图４－６可知，内置ＭＢＲ生物反应器（ＳＳ）中主要菌群相对丰度依次为：变形??菌口（／Ｖｏ化ｏ６ｏｃ似７’。，６７．１２％）?＞?拟杆菌口（公化＇／ｅｒａＷｅ齡，２７．３２％）?＞?犹微菌口??（Ｆｅｍ／ｃｏｗ／ｃｒａＷ幻，１．５６％）?＞?装甲菌口（心口沁齡

图５－４膜表面形态ＡＦＭ照片??Ｆｉｇ．?５－４?ＡＦＭ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??由图５－４．ａ可见，新膜表面呈规律的球状结构。经过１００天的运行，膜孔被污染??物覆盖（图５－４．ｂ），观察不到原有的清晰的球状结构，并且与新膜相比，污染膜厚度??增加，膜孔被阻塞或孔径变小，污染层导致严重的膜污染，使膜通量下降。经过清洗??后（图５－４．Ｃ），膜表面部分球状结构裸露，但仍然可见少量的污染物，与新膜相比，??膜孔径有所减小。膜厚度比较可得，清洗后膜比污染膜厚度小，但比新模厚度大。??膜表面对角线剖面分析可得到如下剖面轮廓图（固５－５），图中颜色深线代表相对??高度，即明亮区代表膜面凸出区域，灰暗区代表膜面凹陷区域（包括孔）。??５６??
【参考文献】

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本文编号：2880859