膜吸收法与膜生物反应器组合系统处理高浓度氨氮废水的研究

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1、分类号沼每爰。荽。密级博士学位论文题目：膜吸收法与膜生物反应器组合系统处理高浓度氨氮废水的研究英文并列题目：TreatmentofHighConcentrationAmmoniaWastewaterbyaIntegratedSystemofMembraneAbsorptionandMembraneBioreactor研究生：朱振中专业：环境工程研究方向导师指导小组学位授予日期废水生物处理技术答辩委员会主席：玺塞废江南大学地址：无锅市青山湾二oo五年卜月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽

2、我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或让书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：苤握生日期：2005年lo月20日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学

3、位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。日期：2005年10月20日摘要摘要膜技术被称为21世纪水处理技术的原因在于：膜技术与传统水处理技术相比，具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等特点。随着膜分离技术的日臻完善，新的膜材料、膜结构及操作方式不断涌现，采用膜技术进行高浓度氨氮废水的处理已逐步成为研究的热点。本论文以气膜接触器(GasMembraJlecontactor，GMc)和颗粒污泥膜生物反应器(GraIlularsludgeMembraIleBioreactor，GSMBR)为

4、基本单元构建了用于处理高浓度氨氦废水的组合式膜系统，先后对气膜接触器的传质特性、颗粒污泥膜生物反应器的运行特征及组合系统的实际运行效果进行了重点研究，主要研究内容如下：(1)考察高浓度氨氮废水中的氨在气膜接触器中的传质特性。用膜吸收法去除水溶液中易电离或缔合的易挥发性物质(如氨)时，宜用挥发性物质的平衡浓度而非总浓度来计算总传质系数、膜通量和去除率。膜吸收过程中，料液的起始pH值越高，氮的传质效率、膜通量和氨氮去除率就越高。料液的pH值不仅会对膜传质系数有影响，对管侧传质系数也有影响。非缓冲溶液中料液pH值及其，、变化对氨传质的影响可由

5、式土：f—上+上1—L描述。在二个不同结构的膜接触KLKrK。／口二；器中，其预测值与实验值均能很好地吻合。挥发性物质浓度增加，溶液粘度值增大。但无论溶液是否为缓冲体系，在50mg．L。1～10000mg．L。1浓度范围内，传质、，、，r、系数的变化幅度均小于5％。式K=二．托”1较式K=—二ln≥更能合理地解释膜AAtL吸收过程中挥发性物质浓度对传质系数的影响。温度升高将使传质速率增大，有利于挥发性物质的去除。(2)研究膜吸收过程中的伴生渗透蒸馏现象及其影响。尽管膜吸收过程中的伴生渗透蒸馏现象对氨的传质无明显影响，但对产品浓缩、操作系

6、统的运行效率等影响较大。盐浓度差、温度差和料液流速等显著影响渗透蒸馏通量。通过增加料液(上游溶液)的溶质(盐)浓度或增加膜两侧溶液温差的方法，可有效抑制或消除伴生渗透蒸馏。(3)探讨膜吸收法处理实际高浓度氨氮废水的效果、膜污染及其清洗情况。采用膜吸收法去除和回收焦化厂剩余氨水中的氨和苯酚，二者的去除效果均较好。在相同实验条件(流速约为O20m．s～，温度40～60℃)下，氨的传质系数是苯酚的113倍。运行25min时，氨的去除率为99．7％，苯酚仅为527％。但两者在吸收剂中的回收率均可达到995％。利用氨和苯酚酸碱性的差异和各自对pH

7、要求的不同，能有效消除两者相互间的干扰，达到分别分离和回收的目的。先除氨后江南大学博士学位论文除苯酚，有利于后继的生化处理。通过采取适当的预过滤及采用2％Na0H溶液清洗可有效减轻膜吸收过程中的膜污染。经20011的连续运转，氨的传质系数仅下降了12．1％。(4)探讨以厌氧颗粒污泥为接种污泥，在普通膜生物反应器(MembraneBioreactor，MBR)中培养好氧颗粒污泥的可行性。结果表明，以厌氧颗粒污泥为接种污泥，在好氧及连续进水的条件下可以培养获得性能良好的好氧颗粒污泥。培养前后颗粒污泥的外观、微观结构和物理性能均发生了较大变化

8、。好氧颗粒污泥的多层结构和内部较高的空隙率，为其创造了奋好氧条件下实现同步硝化一反硝化的微观环境。(5)考察不同操作和基质条件对GSMBR运行效果的影响、膜污染情况及其清洗。GSMBR用于模拟废水处理，在H