兩級(jí)MBR工藝處理煤氣化廢水生化出水的效能研究.pdf

1、煤氣化工藝在煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)和支撐性作用，然而煤氣化廢水的高污染強(qiáng)度和高處理難度使其成為煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。同時(shí)，煤氣化廢水的回用是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)雙贏的必由之路。MBR工藝憑借其高效而穩(wěn)定的處理效果在廢水處理中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文研究了煤氣化廢水的負(fù)荷對(duì)MBR工藝效能的影響，探討了兩級(jí)MBR工藝處理煤氣化廢水生化出水的效能及機(jī)理，考察了影響效能的運(yùn)行參數(shù)和因素，揭示了膜污染過程及其特征并探討了

2、膜污染的機(jī)理。
　　考察了煤氣化廢水負(fù)荷對(duì)MBR工藝效能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采取逐漸升高進(jìn)水負(fù)荷的策略可以很好地增強(qiáng)活性污泥對(duì)煤氣化廢水的適應(yīng)性。實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)初期，MBR工藝內(nèi)產(chǎn)生大量膨脹泡沫，致使活性污泥受泡沫裹挾暴露于空氣中，導(dǎo)致微生物脫水死亡而引起處理效果的波動(dòng)。甲醇共基質(zhì)的投加可以很好地解決這個(gè)問題，同時(shí)為微生物的代謝提供了充足的碳源和能量。MBR工藝投加粉末活性炭后的強(qiáng)化MBR工藝較傳統(tǒng)MBR工藝表現(xiàn)出更高的污染物去除效果

3、和更強(qiáng)的穩(wěn)定性，主要原因是粉末活性炭促進(jìn)了微生物對(duì)污染物的生化降解作用。當(dāng)進(jìn)水COD和氨氮容積負(fù)荷分別達(dá)到4.33kg m-3d-1和0.31kg m-3d-1時(shí)，強(qiáng)化MBR工藝對(duì)COD和氨氮的去除效率可以分別達(dá)到93.6％和61.6%。粉末活性炭可以有效地控制泡沫膨脹和緩解膜污染，強(qiáng)化MBR工藝較傳統(tǒng)MBR工藝的跨膜壓差跳躍點(diǎn)延后了15d，歷經(jīng)50d運(yùn)行后跨膜壓差下降了34.2%。掃描電鏡分析表明強(qiáng)化工藝的活性污泥、表層污染物和濾餅層

4、污染物在形態(tài)結(jié)構(gòu)上存在明顯差異，同時(shí)，膜孔徑污染在透過膜層方向上存在壓實(shí)的現(xiàn)象，孔徑污染逐漸加劇。
　　探討了一級(jí)MBR工藝處理煤氣化廢水生化出水的效能與強(qiáng)化因素。該水質(zhì)可生化性較低，實(shí)驗(yàn)探討了一系列強(qiáng)化措施對(duì)一級(jí)MBR工藝處理效能的促進(jìn)作用。結(jié)果表明甲醇投加COD當(dāng)量為39mg/L、水力停留時(shí)間為24h和顆粒活性炭投加量為5g/L時(shí)對(duì)COD、總酚和氨氮的平均去除率可以分別達(dá)到73.1%，41.5%和40.1%。投加的無機(jī)碳源（碳

5、酸氫鈉）與進(jìn)水氨氮摩爾比為3:1時(shí)可以顯著增加氨氮的去除效果，其去除率可以提高至77.2%。此外，一級(jí)MBR工藝內(nèi)并未觀察到嚴(yán)重的泡沫膨脹現(xiàn)象，這將有利于維持工藝運(yùn)行穩(wěn)定性。分析一級(jí)MBR工藝的跨膜壓差發(fā)現(xiàn)，增加甲醇投加量將加劇濾餅層和孔徑污染的程度，增加顆?；钚蕴客都恿靠梢跃徑鉃V餅層和孔徑污染的程度，而延長(zhǎng)水力停留時(shí)間只對(duì)濾餅層污染程度起到明顯的緩解作用。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明水力清洗結(jié)合化學(xué)清洗（0.5%的草酸溶液和0.5%的次氯酸鈉

6、溶液各浸泡1h）的方式可以有效去除膜污染物。
　　分析了低強(qiáng)度超聲波強(qiáng)化作用對(duì)二級(jí)MBR工藝處理一級(jí)MBR工藝生化出水效能的影響。超聲波在0.4W/cm2、頻率為40kHz和輻照時(shí)間為35min條件下可以顯著提高活性污泥微生物的活性，主要原因是超聲波的空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)引起微生物細(xì)胞通透性和酶活性的增強(qiáng)，同時(shí)，連續(xù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種污泥活性強(qiáng)化效果在超聲波停止后仍將持續(xù)一段時(shí)間。
　　探討了臭氧氧化作用對(duì)二級(jí)MBR工藝處理一

7、級(jí)MBR工藝生化出水效能的影響。臭氧投加量、接觸反應(yīng)時(shí)間、廢水pH、懸浮物濃度、超聲波作用和投加催化劑（剩余污泥基活性炭負(fù)載氧化錳）是影響臭氧氧化體系氧化效果的重要因素。臭氧投加量的增加和接觸反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)均可以提高臭氧氧化體系的氧化效果，高pH也可以強(qiáng)化臭氧氧化體系的氧化效果，而高懸浮物濃度則會(huì)產(chǎn)生不利影響。超聲波不僅提高了臭氧分子在溶液中的傳質(zhì)速率還加速了其分解的速率，催化劑主要通過豐富的表面羥基和堿性基團(tuán)促使臭氧鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加速，進(jìn)而