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本论文主要是将缺氧/好氧生物反应器与中空纤维膜组件结合成为一体式膜生物反应器(Submerged Membrane Bioreactor,简称SMBR),研究该SMBR 装置用于难降解印染废水处理的可行性。研究内容主要包括以下三个方面:
1、装置运行条件的优化及对印染废水处理效果的研究。通过实验确定了SMBR装置的最佳工况:HRT为30h、曝气量为0.72m<3>/h(DO为4.53mg/L)、pH值为8.0。在该条件下COD<,Cr>、色度、浊度的去除率分别达到85.0%、89.8%和99.7%,出水水质可以满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中的一级标准。
2、装置的运行机理及动力学研究。实验对膜组件在反应器中所起的截留作用进行了分析,一是膜组件本身能够截留大分子有机物,提高出水水质,二是在进水容积负荷突然增大的情况下,膜组件能够起到稳定出水水质的作用,因此SMBR装置具有良好的抗冲击负荷性能。
实验就污泥特性对污染物去除率的影响和有机物降解的动力学模式进行了分析。在运行过程中,考虑到动力消耗和膜污染,反应器内的污泥浓度不宜过高,维持出水水质即可,而由于膜的截留作用,污泥沉降性能基本上不影响出水水质。SMBR的污泥活性始终维持在较高的水平,污泥产率较低。污泥增长动力学方程和有机底物降解动力学方程分别为:
3、膜污染及膜清洗的有关研究。实验表明出水压力的上升速率随着HRT的减小而增加。滤饼层阻力在膜的各项阻力中所占比重最大,达到了90.3%,是引起膜污染的主要原因。对各种膜清洗方法进行比较后,确定了实验所用超滤膜组件的清洗方法:离线清洗法为自来水冲洗→盐酸酸洗,在线清洗法为空曝气4h→次氯酸钠(NaClO)溶液碱洗。
结果表明SMBR 工艺用于难降解印染废水处理是完全可行的,研究成果为SMBR装置的研制开发和进一步的研究提供了重要参考,具有重要的理论意义和现实意义。