BCOR-MBR联合工艺处理海水养殖废水性能及膜污染特征研究

发布时间：2017-07-26 00:25

  本文关键词：BCOR-MBR联合工艺处理海水养殖废水性能及膜污染特征研究

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【摘要】：近年来MBR作为一种新型水处理工艺得到了快速的发展,但同时MBR系统普遍存在的能耗高和膜污染等缺点却极大的影响并制约了其在实际废水处理中的进一步推广和应用。当前将MBR应用于真实的海水养殖废水的研究还不多,本实验试图找寻一种新型组合膜工艺使之应用于海水养殖废水的处理,在有效减缓膜污染的同时又能获得较好的海水养殖废水的处理效果。本实验以单独运行的MBR作为对照,以BCOR-MBR工艺为研究对象,考察了不同参数下BCOR-MBR工艺对模拟海水养殖废水的处理效果,同时对膜污染情况进行分析,分别讨论了污泥性质与微生物产物对膜污染的影响,并利用三维荧光技术对微生物产物进行解析,从而探究BCOR-MBR工艺在处理模拟海水养殖废水中膜污染过程。对废水的处理结果表明,BCOR-MBR工艺对不同盐度下废水的TOC、氨氮、磷酸盐平均去除率分别为92.69%、95%、22.4%,且处理效果均好于对照组。高盐环境对组合工艺TOC和氨氮的去除效果影响不大,但对聚磷菌会产生较大影响。在HRT为8h、SRT为90d时,BCOR-MBR工艺对海水养殖废水的TOC、氨氮、磷酸盐平均去除率分别为95.49%、96.09%、29.16%,达到了较好的处理效果。对膜污染情况进行分析,对照MBR工艺的TMP上升速度明显快于BCOR-MBR工艺,说明耦合了BCOR的组合工艺在一定程度上缓解了膜污染的发生。通过对两套MBR的污泥特性和微生物代谢产物比较,发现BCOR-MBR工艺污泥积累量较低,活性污泥沉降性能更好。BCOR-MBR工艺中SMP逐渐积累且p/c值处于上升状态,由于MBR中污泥回流到生物接触氧化池的作用EPS浓度相较于对照组低很多且p/c值相对较低,说明耦合了BCOR可以减少膜污染物总量。对微生物产物特性的解析结果显示,海水的盐度冲击会使微生物抗逆性增强,细胞内某些大分子蛋白等参与调渗作用的物质产出增多,而耦合了BCOR的组合膜工艺中悬浮颗粒和大分子有机物会先一步吸附在BCOR填料上或分解为小分子可溶物质,进而在某种程度上延缓了盐度的冲击。从出水的荧光光谱图可知,经过膜过滤作用类腐殖酸物质与类溶解性微生物产物均有拦截,且对类腐殖酸物质的拦截明显强于类溶解性微生物产物。BCOR-MBR工艺中低量且低粘度的EPS不足以造成泥饼层的迅速形成,在系统开始运行时少量沉积于表面,而蛋白质含量较高的SMP逐渐积累,一部分透过膜面流入出水,其余的粘附污泥絮体和胶体等物质于膜上,造成膜孔逐渐堵塞,但由于EPS在膜表面附着较少,泥饼层结构较为疏松,在曝气环境剪切力作用下较易从膜面脱落,直至膜污染层积累到一定厚度,膜表面孔隙率过低,MBR才发生严重的膜污染。
【关键词】：BCOR-MBR工艺 海水养殖废水 膜污染 微生物代谢产物
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X714
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 海水养殖废水的处理研究11-12
• 1.3 膜生物反应器的发展与应用12-14
• 1.3.1 膜生物反应器的发展12-13
• 1.3.2 MBR工艺的种类与特点13-14
• 1.4 膜污染研究现状14-17
• 1.4.1 膜污染的定义14-15
• 1.4.2 膜污染的影响因素15-17
• 1.5 BCOR-MBR工艺17-19
• 1.5.1 生物接触氧化工艺17-18
• 1.5.2 BCOR-MBR工艺的提出18-19
• 1.6 课题来源和研究的目的及内容19-21
• 1.6.1 课题来源19
• 1.6.2 课题研究的目的及意义19
• 1.6.3 课题研究的主要内容19-21
• 第2章 实验材料与方法21-25
• 2.1 实验材料21-22
• 2.1.1 实验装置21-22
• 2.1.2 实验用水22
• 2.1.3 接种污泥22
• 2.2 检测方法22-25
• 2.2.1 水质与污泥检测项目与方法22-23
• 2.2.2 膜污染检测指标与方法23
• 2.2.3 微生物产物的提取与测定23-25
• 第3章 组合工艺处理海水养殖废水的效果研究25-39
• 3.1 盐度对处理效果的影响25-29
• 3.1.1 有机物的去除效果25-27
• 3.1.2 氨氮的处理效果27-28
• 3.1.3 磷的处理效果28-29
• 3.2 HRT对处理效果的影响29-34
• 3.2.1 有机物的去除效果30-31
• 3.2.2 氨氮的去除效果31-33
• 3.2.3 磷的去除效果33-34
• 3.3 污泥龄对处理效果的影响34-37
• 3.3.1 有机物的去除效果34-35
• 3.3.2 脱氮效果的比较35-36
• 3.3.3 除磷效果的比较36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 组合工艺的膜污染机理研究39-59
• 4.1 TMP的变化规律39-41
• 4.2 污泥性质对膜污染的影响41-43
• 4.2.1 污泥浓度对膜污染的影响41-42
• 4.2.2 污泥的沉降性能对膜污染的影响42-43
• 4.3 微生物代谢产物对膜污染的影响43-51
• 4.3.1 SMP的变化44-48
• 4.3.2 EPS的变化48-50
• 4.3.3 微生物代谢产物对膜污染的影响50-51
• 4.4 微生物代谢产物特性解析51-57
• 4.4.1 污泥上清液中SMP的 3DEEM52-54
• 4.4.2 出水SMP的 3DEEM54-56
• 4.4.3 上清液中SMP与出水三维荧光图荧光特性56-57
• 4.5 本章小结57-59
• 结论59-61
• 参考文献61-69
• 致谢69

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本文编号：574002