A1A2O膜生物反应器纳滤组合工艺深度处理焦化废水的研究.pdf

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以及曾经帮助过我的老师、同学和朋友们!

------郭亚辉
摘要
A1/A2/O-膜生物反应器-纳滤组合工艺
深度处理焦化废水的研究
摘要
随着水资源的日益短缺和环境质量要求的不断提高,提高工业废水的重复利
用率和努力实现“零排放”己经势在必行。焦化废水是当前比较难处理的一类工
业废水,具有有机物含量高、色度高、成分复杂、难降解等特点,采用传统方法
处理后,往往难以达标。焦化废水的处理技术一直是工业废水处理中的一个关键
问题,若可以对该废水进行深度处理使其达到回用标准则将具有较好的社会效益
和经济效益。因此,本文对厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器(A1/A2/O-MBR)与
纳滤组合工艺深度处理焦化废水进行了系统的研究。
主要考察了总 HRT 及混合液回流比对 A1/A2/O-MBR 系统处理效果的影响
及膜通量与跨膜压差、温度的变化关系,以及对长期运行过程中的膜污染问题进
行了系统的研究。得出了 A1/A2/O-MBR 系统处理焦化废水的适宜总 HRT 为 70h,
混合液回流比为 3 倍。在总 HRT 为 70h、混合液回流比为 3 倍的条件下稳定运
行时,A1/A2/O-MBR 系统对 COD、NH3-N、TN、TP 等指标的平均去除率分别
为 %、%、%和 %,其对应的平均出水浓度分别为 171 mg/L、17
mg/L、129 mg/L 和 mg/L。系统在低通量运行时(分别为 L/m2∙h、 L/m2∙h、
L/m2∙h),膜污染速度缓慢,跨膜压差上升缓慢,平均上升速率为 Pa/d;
在较高通量下( L/m2∙h)运行时,膜污染速度加快,跨膜压差变化较前期明
显上升,平均上升速率为 128 Pa/d。
在 MBR 膜污染机理分析中,通过 SEM、EDX 和 ATR-FTIR 技术对比分析
了膜污染前后及清洗前后的变化,推断出 MBR 膜在长期运行过程中膜表面吸附
上了一层含有酚类、蛋白质类及羧酸类等有机污染物以及含磷、钙及铁等元素的
无机污染物。这些污染物的吸附沉积,使膜孔堵塞,造成了膜通量的下降。另外,
在膜的化学清洗中,分别采用了酸洗、碱洗、氧化剂清洗及组合清洗。结果表明,
碱洗效果较优,经 %的氢氧化钠洗后,膜的清水比通量由 L/m2∙h∙kPa 提
高到 L/m2∙h∙kPa,膜清水通量恢复至新膜通量的 %,说明凝胶层污染、
有机污染是造成膜污染的主要原因。
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摘要
在 A1/A2/O-MBR 实验的基础上,采用小规模纳滤膜试验装置对经 MBR 处
理后的焦化废水出水进行深度处理。对纳滤反应器出水水质及不同操作条件对膜
性能的影响进行了仔细分析和讨论。发现水通量随操作压力和进料流量的增大而
增大。当压力升高到一定程度后,浓差极化严重,透过膜的阻力增加,水通量趋
于稳定。纳滤膜可以有效地去除有机物、氨氮和总磷。在整个试验过程中,对
COD、NH3-N 和 TP 的平均去除率分别为 %、%和 %。其对应的平
均出水浓度分别为 mg/L、 mg/L 和 mg/L,达到了《循环冷却水用再
生水水质标准》(HG/T 3923-2007)。
还确定了在正常废水浓度条件下,纳滤膜处理焦化废水的最佳操作压力为
MPa,最佳进料流量为 L/min。
关键词:焦化废水;膜生物反应器;纳滤;膜污染









ii
Abstract
The A1/A2/O-membrane bioreactor coupled with nanofiltration
process for coking wastewater advanced treatment
Abstract
With the increasing shortage of water resources and the growing requirement of
environmental quality, it is imperative to raise the reuse ratio of industrial wastewater
and make an effort to realize its "zero emissions". The Coking wastewater is one kind
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