移動(dòng)床-動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器處理PVA退漿廢水的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文采用移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)和動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器(DMBR)相結(jié)合的工藝對(duì)退漿廢水的深度處理方法進(jìn)行了研究，并通過(guò)一體式、分置式和串聯(lián)式的三種不同工藝組合方法對(duì)MBBR--DMBR聯(lián)合處理PVA模式的運(yùn)行效果進(jìn)行了考察，同時(shí)分別對(duì)其各自運(yùn)行工況進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳運(yùn)行條件。
　　 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)是一種新型生物膜反應(yīng)器，具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。但是，這種反應(yīng)器內(nèi)設(shè)填料，由于填料在反應(yīng)器中移動(dòng)不均勻，存在較大的死角

2、。鑒此，本課題設(shè)計(jì)了循環(huán)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器，改進(jìn)了它的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，提高了反應(yīng)器的效能，即將移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)與膜生物反應(yīng)器(MBR)有機(jī)結(jié)合，形成一體化式新型移動(dòng)床膜生物反應(yīng)器(M-MBBR)。采用M-MBBR對(duì)PVA廢水的處理效果進(jìn)行了研究，介紹了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，并考察了水力停留時(shí)間、COD容積負(fù)荷及曝氣量等操作條件對(duì)處理效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在水力停留時(shí)間8 h，氣水比為120:1，COD容積負(fù)荷在1.44～2.8

3、4 kg/(m3·d)范圍內(nèi)變化時(shí)處理效果最佳且出水保持穩(wěn)定。在此操作條件下，M-MBBR對(duì)PVA和COD的去除率可分別達(dá)到52.7％和63.2％左右。
　　 采用孔徑30.8μm的工業(yè)濾布制作膜組件，以投加粉末活性炭自生形成動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器(DMBR)。研究比較在相同的進(jìn)水和運(yùn)行條件下反應(yīng)器投加粉末活性炭(投加量為22 g，使其質(zhì)量濃度達(dá)到4 g/L)和未投加粉末活性炭的膜透水性及對(duì)污染物的去除效果，并分析了粉末活性炭可以提高

4、膜過(guò)濾性能的相關(guān)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：投加粉末活性炭后的DMBR膜通量衰減速率明顯小于未投加的情況；投加粉末活性炭改變了混合液的性質(zhì)，也大大降低了混合液中胞外聚合物和微細(xì)膠體的含量，從而減緩了膜通量的下降速度，可以使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間地以相對(duì)高的膜通量運(yùn)行。對(duì)比投加PAC和未投PAC時(shí)動(dòng)態(tài)膜對(duì)污染物去除效果和膜污染狀況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器不僅污染物質(zhì)去除效果更好，而且動(dòng)態(tài)膜可以防止污染物質(zhì)與微生物向膜材料表面和內(nèi)部擴(kuò)散，從而減輕膜污

5、染。通過(guò)兩周期實(shí)驗(yàn)表明，動(dòng)態(tài)膜長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性良好。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中膜通量為150～200 L/(m2·h)，HRT為8 h，平均PVA和COD去除率分別67.2％為76.6％，平均NH4+-N去除率84.3％。
　　 以平均表面孔徑約2μm的陶瓷膜為基質(zhì)，對(duì)動(dòng)態(tài)膜進(jìn)行了一系列研究，初步確定動(dòng)態(tài)陶瓷膜的運(yùn)行條件，同時(shí)考察了處理混合液后被污染的動(dòng)態(tài)陶瓷膜的清洗過(guò)程。其中，重點(diǎn)討論了動(dòng)態(tài)膜陶瓷膜處理M-MBBR二級(jí)出水和混合液時(shí)的運(yùn)行參數(shù)以

6、及處理效果。整個(gè)過(guò)程中，需要測(cè)定的參數(shù)主要有出水通量和出水效果(COD、PVA、濁度、色度)。
　　 由于高嶺土涂膜后的膜管出水通量以及處理效果較好，所以實(shí)驗(yàn)選擇8000目高嶺土作為涂膜材料。并以此研究了用高嶺土制備的動(dòng)態(tài)陶瓷膜對(duì)M-MBBR二級(jí)出水的處理性能。考察涂膜濃度、跨膜壓差、錯(cuò)流速度及溫度等操作條件對(duì)滲透通量的影響，并確定合適的工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高嶺土涂膜濃度為0.6 g/L，跨膜壓差0.3 MPa，錯(cuò)流速度3 m

7、/s，循環(huán)水溫度50℃時(shí)處理效果最佳。在此條件下，動(dòng)態(tài)膜對(duì)濁度和色度的去除率可達(dá)94.6％和87％，PVA和COD的去除率也分別在90％和90.7％左右。
　　 動(dòng)態(tài)陶瓷膜涂膜后處理M-MBBR混合液時(shí)選擇的最佳操作條件均為：跨膜壓力0.25 MPa、錯(cuò)流速度3 m/s和溫度60℃。將其應(yīng)用于分體式膜生物反應(yīng)器中處理M-MBBR混合液的結(jié)果表明：反應(yīng)器對(duì)廢水中的PVA處理效果較好，出水COD低于0.08g/L，去除率高達(dá)80％；