氢氧化铁—膜生物反应器处理医院污水的实验研究

【摘要】： 医院污水中含有大量细菌、病毒及其他有毒有害物质,如果不加处理直接排入环境水体中,将会对环境和人类健康产生巨大的危害,因此,需要研究对其进行有效处理的方法。随着"SARS"和“甲流”等公共卫生事件的爆发,社会对医院污水处理的关注越来越多。而且,随着对传统医院污水处理方式的缺点的逐渐认识,采用更先进的处理方式是医院污水处理的大势所趋。膜生物反应器(MBR),由于其占地面积小,自动化程度高,出水水质优异,消毒效率好,成为近年来用于废水处理的研究热点。 本实验结合MBR和传统活性污泥法中的生物铁法各自的优点,通过在MBR中投加氢氧化铁絮体来改善污泥性能,减缓膜污染,以获得更好的处理效果。对该系统用于医院废水处理的有机物去除效果、污泥特性和膜污染情况进行了研究,在优化工艺的运行条件和参数、污泥浓度以及充分认识微生物特性的基础上对其机理进行了初步探讨,主要的研究结果如下： (1)氢氧化铁投加量为污泥浓度的1.5%的实验条件下,研究在不同曝气时间下有机物的去除效果,得出如下结论：曝气时间7h以后系统对COD、氨氮等的去除趋于稳定,COD浓度可以降低到30mg/L以下,氨氮浓度可以降低到1mg/L以下,在综合考虑经济成本条件下,在之后的实验中选择曝气时间为7h。 (2)采用氢氧化铁-膜生物反应器处理医院废水,系统表现出良好的有机物去除效果以及长期的运行稳定性。在连续运行不排泥的条件下,其COD的降解率最高可达到92.1%,氨氮的降解率最高可以达到99.6%,对于有添加剂的医院废水,通过改进工艺条件后出水仍然能达到《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466-2005)。 (3)生物铁-MBR工艺一定程度上提高了出水水质,本实验条件下,氢氧化铁最佳的投加量为混合液污泥浓度的3%,此时生物铁-MBR出水COD、总P、NH3-N比普通MBR平均分别高9.13%、18%和4.2%。生物铁-MBR中,由于其膜组件对细菌、病毒高效的截留效果,本实验装置对大肠杆菌的去除效率在98%以上。 (4)对于生物铁-MBR工艺,氢氧化铁投加量为污泥浓度的1.5%-3%的生物铁污泥具有更好的絮状结构,这样就降低了膜表面滤饼层阻力,缓解了膜孔堵塞对膜污染的影响。然而,当投加量增大到5%时,生物铁污泥解体为碎小的颗粒,就削弱了生物铁污泥对溶解性有机物的吸附,从而,有机物去除率降低。此外,较高的有机物消耗,还会滋生大量的丝状菌,由于丝状菌能释放更多的胞外聚合物,从而加剧了膜的污染,降低了膜通量。 (5)研究投加氢氧化铁对跨膜压差(TMP)和膜通量的影响时发现：在投加混凝剂的当天,TMP升高,膜通量突然降低。其原因可能是此时形成的含有铁盐的活性污泥絮体为微絮物,比较碎小,在初期容易形成膜孔的吸附及堵塞阻力Rf。 【关键词】：膜生物反应器 医院废水 氢氧化铁 膜污染
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 绪论11-28
• 1.1 医院污水概述11-18
• 1.1.1 医院污水的来源及水质、水量11-12
• 1.1.2 排放标准12-13
• 1.1.3 我国医院污水处理现状及存在问题13-14
• 1.1.4 我国医院污水处理技术及工艺14-17
• 1.1.5 医院污水处理存在的问题17-18
• 1.2 MBR在医院污水处理中的应用18-26
• 1.2.1 膜生物反应器概述18
• 1.2.2 MBR的分类18-19
• 1.2.3 MBR的特点19-20
• 1.2.4 影响MBR处理效果的因素20-22
• 1.2.5 MBR的膜污染及影响膜污染的因素22-23
• 1.2.6 MBR在医院污水处理中的研究与应用23-24
• 1.2.7 混凝-MBR的研究背景24-26
• 1.3 本课题研究目的和意义26-28
• 1.3.1 实验目的26
• 1.3.2 实验背景和意义26
• 1.3.3 本课题主要研究内容26-28
• 2. 混凝-MBR运行实验条件和方案28-37
• 2.1 实验设计28-33
• 2.1.1 实验装置及运行参数28-30
• 2.1.2 工艺流程图30-31
• 2.1.3 实验用水和污泥31-32
• 2.1.4 污泥培养32
• 2.1.5 分析项目和分析方法32-33
• 2.2 混凝相关原理及混凝剂的选择33-35
• 2.2.1 混凝原理33
• 2.2.2 混凝-活性污泥法的原理33-34
• 2.2.3 混凝剂的选择和制备34-35
• 2.3 实验内容35-37
• 3. 混凝-MBR运行条件对去除效果影响分析37-43
• 3.1 实验控制条件分析与选择37
• 3.2 曝气时间对混凝-MBR影响的实验控制条件37-38
• 3.3 实验结果分析38-43
• 3.3.1 曝气时间对混凝-MBR去除COD_(Cr)的影响38-39
• 3.3.2 曝气时间对混凝-MBR去除NH_3-N的影响39-40
• 3.3.3 曝气时间对混凝-MBR去除P的影响40-41
• 3.3.4 曝气时间对混凝-MBR去除SS的影响41
• 3.3.5 本章实验结果小结41-43
• 4. 氢氧化铁投加量对膜生物反应器运行特性影响43-59
• 4.1 不同氢氧化铁投加量去除效果分析43-50
• 4.1.1 MBR中有机物的去除机理43
• 4.1.2 COD的去除43-46
• 4.1.3 NH_3-N的去除46-48
• 4.1.4 总P的去除48-50
• 4.2 粪大肠杆菌的去除50
• 4.3 不同氢氧化铁投加量膜污染情况研究50-55
• 4.3.1 膜污染的类型50-51
• 4.3.2 减缓膜污染的方法51-53
• 4.3.3 膜污染情况分析53-55
• 4.4 不同氢氧化铁投加量的污泥表观特性55-59
• 4.4.1 污泥性能对MBR的影响55-56
• 4.4.2 污泥微观特性研究56-59
• 结论与建议59-61
• 参考文献61-67
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果67-68
• 致谢68

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