折流式水解-复合膜生物法处理印染废水的研究

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1、东南大学博士学位论文折流式水解—复合膜生物法处理印染废水的研究姓名：吴慧芳申请学位级别：博士专业：环境工程指导教师：王世和20070306东南大学博士学位论文16．Sg／L时，该ABR反应器的皮克莱数Pe为10．3，反应器的理论完全混合反应器串联数N为5．70。表明本试验的ABR反应器处于理想推流与完全混合流之间。通过将实际ABR反应器内的流动简化，结合皮克莱数Pe和生物降解反应动力学，建立了扩散模型；结合反应器的理论完全混合反应器串联数N及生物降解动力学，建立了多级全混流模型。模型检验结果表明，扩散模型能较好地模拟各格室出水CODc,去除率和反应器总COD

2、cr去除率；多级全混流模型能较好地模拟反应器出水总CODcf去除率。多级全混流模型计算值与扩散模型计算值较好地吻合。最大误差在31．1℃时，仅为0．3％。两种模型预测值与实测值在9．7℃、14．9℃、19．7℃与23．5℃下较接近，误差均小于2．8％；而在5"C和31．J℃时，误差也仅为6．2％和6．8％。折流式水解一复合膜生物法组合工艺运行两年多的结果表明，稳态条件下，出水NH，-N均在5mg／L以下，达到‘纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287．92)的一级标准(≤15mg／L)。出水TN一般在10mgrL以下。TN大部分在MBR段去除，去除率在7

3、0％以上，ABR段的TN去除率仅为20％。出水TP可在O．5mg／L以下，达到了污水综合排放标准(GB8978-2002)--级标,准(磷酸盐≤O．5mg／L)，’rP去除率一般在70％以上。出水CODc，在100mg／L以下，达到‘纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)的一级标准(≤100mg／L)。CODc，总去除率为90％左右。其中，ABR段去除率在50％～65％，MBR段去除率在80％左右。出水色度小于4倍．达到‘纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)的一级标准(≤40倍)．HRT、污泥浓度及曝气量对MBR反应器的处理性能

4、有较大的影响．当HRT大于8h时，出水CODcr均小于100mg／L。达到行业一级排放标准，适宜的HRT为8～12h。当污泥浓度为8．49／L时，出水TN浓度晟低为9．4mg／L，TN去除率达88．3％；出水NilrN浓度为l_38mg／L．NH，-N去除率达93．4％；出水NOj‘-N浓度最低为O．07mg／L，N03-N去除率达96．5％。污泥浓度为7．0mg／L时，出水TP浓度最低为0．24mg／L，去除率达89．8％。适宜的MLSS为5～99，L。随曝气量增大，膜出水CODc，下降，当气水比为23：l时，出水CODc，接近100mg／L，CODc,去

5、除率达91．4％；出水色度为6倍，色度去除率达97％．当增大曝气量，膜出水与上清液的NHrN、N03"-N、TN和TP浓度均下降。适宜的气水比为(23-31)：l。本研究对折流式水解一复合膜生物法处理工艺中污泥的颗粒粒径，污泥活性、污泥的吸附及降解性能进行了分析与比较。通过颗粒粒径分析，污泥颗粒表面积平均粒径和体积平均粒径由小到大的顺序依次为：格室2<格室1<格室5<格室3(格室4格室1>格室5>格室3>格室4>MBR。污泥脱氢酶活性DHA的测定结果表明，1～3格室污泥的DHA依次上升。第三格室污泥的DHA达最

6、高，为56．5pg／(mL·h)．3～6格室依次下降，MBR的污泥DHA最低为5．3ug“mL．h)。从污泥颗粒表面液膜内的物质传递规律出发，通过适当的假定和变量统一，推导出表征污泥颗粒吸附性能的容积传质系数求解公式，为污泥吸附能力的定量确定提供了新的途径。并对ABR反应器及MBR反应器中的污泥进行亚甲基兰吸附试验，结果表明，1～3格室吸附容积传质系数依次增大，从5．46kg／(m3．rain)增大到8．43kg／(m3仰in)；在4格室突然急剧下降到3．28kg／(o"rain)，随后，4～5格室又逐渐上升至8．08kg／(m’·rain)：其中最大值出现

7、在3格室，虽小值出现在4格室。此外．还以酸性大红GR为基质进行污泥的吸附与降解试验，当酸性大红GR的初始浓度为100mg／L时，3格室污泥的吸附容积传质系数为6．S1kg／(m3·min)：降解24小时后，对染料降解U摘要性能最好的是第3格室，其出水酸性大红GR浓度为21．5mg／L，去除率达78．5％。第1格室、第4格室及MBR中的污泥对酸性大红去除率较低。结果表明-吸附质不同，相同污泥的容积传质系数相差很大，其吸附性能相差就很大：污泥的吸附和降解性能与污泥的活性具有一定的相关性，污泥的活性高，吸附和降解能力则强。此外，对折流式水解一复合膜生物法组合工艺的

8、工程应用进行了技术经济分析。以处理规模1500m3／