噴射環(huán)流膜生物反應(yīng)器的開發(fā)和特性研究.pdf

1、本研究將高效生物反應(yīng)器與超濾膜組件結(jié)合在一起，自行開發(fā)了噴射環(huán)流膜生物反應(yīng)器，并對該反應(yīng)器的水力、傳質(zhì)特性和膜污染特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該反應(yīng)器具有良好的水力、傳質(zhì)性能，且能有效控制膜污染，證明此工藝組合是可行的。 1.水力、傳質(zhì)特性研究首先對反應(yīng)器的基本性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明反應(yīng)器最大吸氣量可達(dá)到0.67m3/h。采用刺激-響應(yīng)法對反應(yīng)器的流態(tài)特性進(jìn)行了測定，結(jié)果表明噴射環(huán)流膜生物反應(yīng)器屬于一種完全混合式的生物反應(yīng)器。

2、 然后對反應(yīng)器的水力和傳質(zhì)性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：吸氣量是影響氣含率和氧傳質(zhì)系數(shù)的主要因素，隨著吸氣量的增加，氣含率和氧傳質(zhì)系數(shù)都會逐漸增加。循環(huán)水量是影響液相循環(huán)速度和混合時(shí)間的主要因素，隨著循環(huán)水量的升高，液相循環(huán)速度會迅速升高，混合時(shí)間會迅速降低。與已有的生化反應(yīng)器相比較，噴射環(huán)流膜生物反應(yīng)器在水力、傳質(zhì)性能具有明顯的優(yōu)勢。 最后考察了膜組件對水力和傳質(zhì)性能的影響，結(jié)果表明膜組件的加入對氣含率、液相循環(huán)速度、混合時(shí)間

3、和氧傳質(zhì)系數(shù)的影響非常小，說明反應(yīng)器布局設(shè)計(jì)合理，盡可能的保持了射流曝氣的特點(diǎn)。 2.膜污染特性研究首先對膜組件的出水通量進(jìn)行了研究，對膜組件的清水通量和臨界通量進(jìn)行了測定。 之后研究了操作條件對膜污染的影響，結(jié)果表明：隨曝氣強(qiáng)度和水流強(qiáng)度的增加膜過濾壓差上升速率都會相應(yīng)減小，但曝氣強(qiáng)度對膜污染的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水流強(qiáng)度對膜污染的影響。隨抽吸時(shí)間的增大，膜過濾壓差上升速率會相應(yīng)增大，當(dāng)抽吸時(shí)間大于10min時(shí)膜污染會迅速加

4、劇。隨停抽時(shí)間的增大，壓差上升速率會相應(yīng)減小，當(dāng)停抽時(shí)間小于4min時(shí)膜污染會迅速加劇。以曝氣強(qiáng)度、抽吸時(shí)間、停抽時(shí)間三個(gè)因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，最佳曝氣強(qiáng)度為0.75m3/m2·h-1.00m3/m2·h，最佳抽吸時(shí)間為8min-10min，最佳停抽時(shí)間為4min-5min。三個(gè)因素主次順序?yàn)椋撼槲鼤r(shí)間>曝氣強(qiáng)度>停吸時(shí)間。比較可知，本反應(yīng)器膜污染發(fā)展速度低于傳統(tǒng)一體式膜生物反應(yīng)器。然后對膜污染阻力進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，膜的固有阻