废水处理新技术研究硕士学位论文Word文件下载.docx

1、在加入了磁性木屑后，对于Zn2+的降解也没有提高。 （5）通过实验得知，对于苯酚的降解活性污泥的效果较好，对于Zn2+的降解效果不理想可能跟重金属的降解有关，通过本实验，推测Zn2+的降解主要依靠吸附作用。苯酚的降解和后面稳定中的连续运行的趋势和效果是相同的，说明MBR对于苯酚的降解比对Zn2+的降解稳定性较好。关键词：活性污泥；膜污染；MBR；Zn2+ /苯酚；废水处理Abstract Activated sludge is a microbial community attachment of organic substances and inorganic substances. Mic

2、robial community generally contain bacteria, protozoa and algae. Among them, the bacteria and protozoa are the two main kinds . Activated sludge is mainly used to deal with wastewater. Activated sludge process can remove phenol and other organic waste water, and biomass material sawdust ，the effect

3、of adsorption biodegradation to heavy metal is better. Membrane fouling in MBR is one of the important factors affecting reactor processing efficiency，membrane fouling is mainly with the hydraulic condition，sludge reactor and the properties of magnetic sawdust, the nature of the pollutants and conce

4、ntration and so on. Therefore, this article used Zn2+/ phenol compound pollution in wastewater as the research object, in the late magnetic sawdust is added and is used its magnetism and adsorption, under different HRT, sludge concentration, treatment time, exposure volume, current density, MBR is u

5、sed to composite the heavy metal/organic in wastewater, and in the above cases, membrane fouling was researched on .Obtain the following conclusion：（1）Activated sludge in two stages in the process of domestication have: the second stage is better than the first stage, that is part of the sludge is f

6、ormed in the first stage possible death, when the second stage join sludge concentration is higher than the best sludge treatment concentration to 3260 ppm to 3991 ppm ， the domestication of the 13 days, COD degradation, faster than the first stage of domesticated 8 days, shows that under the condit

7、ion of the microbial growth and activity of the situation is better, more show that MLSS =2984 ppm domestication sludge in the possibility of death. （2） By the target wastewater with activated sludge and magnetic sawdust two different carrier, the concentration of phenol wastewater sludge for 25 mg/

8、L. Within 12h can achieve 84.59% is higher 55% than magnetic sawdust ; For the concentration of 50 mg/L with Zn2+ waste sawdust magnetic effect is good, it can removal rate can reach 96.6%in 18h ，8% higher than sludge. But both of them the removal rate decreased in 18 h. After hanging membrane Magne

9、tic sawdusts removal effect is superior to the two separate carrier, it shows that it is a Joint action between themin dealing with Zn2 + / phenol wastewater.（3） adding good domesticated activated sludge in the MBR, by changing the condition such as the concentration of sludge，HRT, the experimental

10、results show that the MBR of the diaphragm in the MLSS =3260 parts per million （PPM）, HRT=12h, I=40mA and when diaphragm is outside of the main reaction zone the membrane water flux attenuation is minimum, membrane fouling is the lightest. The addition of electric field can stimulate the activity of

11、 microorganisms, to reduce the influence of active sludge on the membrane fouling. （4） In continuous operation, to the Zn2+=100parts per million （PPM）, phenol to 50 PPM target wastewater, Phenol degradation rate can reach more than 90%, while the average degradation rate of Zn2+ is only 67.23%. Afte

12、r joined the magnetic sawdust, the degradation of Zn2+ dont improve. （5）through the experiment， it shows that the effect of the degradation of phenol activated sludge is better, the degradation effect of Zn2+ is not ideal which may be related to the degradation of heavy metals, through this experime

13、nt, speculated that the degradation of Zn2+ mainly depend on the adsorption . the trends and effect of the degradation of phenol and the stability of the continuous operation of is the same, that MBR for the degradation of phenol degradation than Zn2+ has good stability. Key words: activated sludge;

14、 Membrane pollution; The MBR; Zn2+ / phenol; Waste water treatment 目录第1章 绪论 101.1 重金属/有机废水简介 101.1.1 重金属废水的处理方法 101.1.2 有机废水的污染概况 131.1.3 含酚废水的处理方法 141.1.4 重金属/有机复合废水处理现状 151.2 MBR简介及在水处理中的应用 161.2.1 MBR在国内外的研究现状 161.2.2 MBR用于水处理中的不同构型 161.2.3 MBR在水处理中的应用研究 181.3 膜污染的研究现状 181.3.2 膜污染的分类 191.3.3 膜污染的

15、影响因素 191.3.4 MBR中膜污染的防治和清洗措施 201.4 本课题的研究目的与内容 221.4.1 研究目的 221.4.2 研究内容 22第2章 活性污泥与磁性木屑对比研究及其优化条件的选择 232.1 实验材料与仪器 232.1.1 实验材料 232.1.2 实验试剂 232.1.3 实验仪器 242.2 实验方法 252.2.1 好氧污泥的培养及驯化方法 252.2.1.1 好氧污泥的培养 252.2.2 不同载体下苯酚和Zn2+降解的优化条件选择及对比效果研究 262.2.2.1 不同载体对苯酚降解效果的影响 262.2.2.2 不同载体对Zn2+降解效果的影响 272.3

16、分析方法 272.3.1 SV30的测定52. 272.3.2 MLSS的测定53 272.3.3 COD的测定54 272.4 结果与讨论 282.4.1 活性污泥的驯化结果 282.4.2 不同污泥浓度下污染物降解效果的比较 292.4.3 不同载体对苯酚降解效果的影响 302.4.3.1 不同载体对苯酚降解效果的影响 302.4.3.2 不同载体对Zn2+降解效果的影响 312.5 本章小结 32第3章 膜污染的特性研究 333.1 实验材料 333.2 实验方法 333.3 分析方法 343.4 结果与讨论 343.4.1 不同污泥浓度对膜污染的影响 343.4.2 不同电流强度对膜污

17、染的影响 343.4.3 不同水力停留时间对膜污染的影响 353.4.4 不同膜片位置对膜污染的影响 363.4.5 膜污染的控制因素的优化 373.4.5.1 不同污泥浓度下COD的降解情况 373.4.5.2 不同电流强度下COD的降解情况 383.4.5.3 不同水力停留时间下COD的降解情况 393.4.6 膜污染原因初探 393.4.6.1 膜污染过程中膜片上TOC的变化 403.4.6.2 膜污染过程中MBR中污泥浓度的变化 413.4.7 运行过程中膜污染的情况和膜面污染物质分析 413.5 本章小结 43第4章 MBR对Zn2+/苯酚复合废水处理效果的特性研究 444.1 实验

18、材料与仪器 444.1.1 实验材料 444.1.2 实验仪器 454.2 实验装置和方法 454.2.1 水力条件确定的单独实验 454.2.2 连续实验装置及方法 454.3 分析方法 464.4 水力条件确定的单独实验分析 474.5 连续运行实验结果与讨论 504.5.1 短时间内连续运行期间污染物的去除效果 514.5.2 长时间内连续运行期间污染物的去除效果 524.5.3 稳定后连续运行期间污染物的去除效果 524.5.3.1稳定后连续运行期间苯酚的去除效果 524.5.3.2 稳定后连续运行期间Zn2+的去除效果 544.6 本章小结 54第5章 结论与建议 565.1 结论

19、565.2 建议 57参考文献 58致 谢 61攻读硕士学位期间参加的科研情况 62第1章 绪论1.1 重金属/有机废水简介 重金属/有机废水是种难降解的复合废水，存在广泛，危害较大。它的高效处理方法鲜有报道，主要问题在于两者的复合后毒性较大，污染较重，对水体环境、动植物及人类的安全影响严重，另外目前我国对重金属开采利用增多，造成了这方面部分资源的紧缺，如何从这种复合废水中提取出重金属也备受关注，因此对于重金属/有机废水的处理受到了国家和政府的密切关注，科研者也在热烈探讨有效的治理方法。1.1.1 重金属废水的处理方法重金属在水体中含量超标时，会对环境和人体造成较大危害，世界各国也对重金属的排

20、放标准进行了制定，其中部分重金属的排放标准如表1.11，重金属随废水排出时，即使浓度很小，也可能造成危害。由重金属造成的环境污染称为重金属污染2。 图1.1 工业废水排放的重金属浓度规定 （mg/L）Fig 1.1 the provisions of heavy metal concentration in industrial wastewater emissions process （mg/L）重金属废水常见于金属硫化物矿、铁矿3、电子工业和冶金工业以及电解、农药、医药、油漆、颜料等工业4等，也是在工业鞣革、颜料加工生产、家电制造以及固废的洗涤过程产生的，它的成分复杂，其污染是当今世界三大

21、水环境污染方式之一,水体的重金属污染治理逐渐成为人们研究的热点问题5。研究者在不断的研究各种新型高效的处理方法，重金属废水的污染呈现加剧的趋势，而以往研究的方法表明虽然处理方法多样6，这其中比较多的主要是物理法、化学法、物理化学法等。而实际中成熟和应用广泛的是化学法和物理化学法7。重金属废水的处理方法具体包括物理法（活性炭吸附法、溶剂萃取、反渗透法等）、化学法（普通化学法、离子交换法、电化学法等），生物法（生物絮凝法、生物吸附法、微生物代谢法）。各方法的优缺点见表1.1。其主要的危害还是会在食物链中的聚集，一旦进入食物链很难再被排出，随食物链的级别升高聚集程度也不断加强，最终到达动物和人体内8

22、。 生环境中的重金属被一级一级的生物通过摄取而不断累积到下一个高级生物体中，在这个环节中经过不断的生物放大，最后到食物链的顶端即人体中残留，造成中毒危及人的健康和生命9。重金属 江河湖泊等流域 土壤 植物农作物 动物体内 人体内富集图1.2 重金属的主要富集途径之一Fig 1.2 One of the main way of enrichment of heavy metals水体中的锌主要源于采矿开发、颜料、电镀、冶炼等工业企业生产排放的污水中，其在一定的浓度范围内是人体生长发育的所需元素，有助于人体生长发育和骨骼成长，减少动脉硬化和皮肤病的发病率10，毒性较其他重金属的毒性低，但锌形成的有

23、机物质毒性很强11。虽然不是主要的重金属污染物，但是摄入超出了允许范围就会对人和动物等生物体产生危害，如食入锌过多可引起急性锌中毒，有呕吐、腹泻等胃肠道不适症状；工厂锌雾吸入可引发低热及感冒样症状；慢性锌中毒可造成贫血等症状；在动物实验可致肝、肾功能及免疫力受损12。当锌在水体中含量过多时也会对给动物和植物造成危害，如当锌浓度为1mg/l时，能轻微地抑制水体的生物氧化过程，当有鱼类生存的水域含锌浓度超过50mg/l是，会引起鱼类的急剧死亡，灌溉用水中锌浓度达到300mg/l时，会导致土壤盐渍化和水稻等农作物死亡。国家污染综合排放标准（GB8978-1996）将锌列为第二类污染物，并且在一级标准

24、中规定总锌的含量的最高允许排放浓度为2mg/l。这些都说明锌的危害也不容忽视。表1.1 重金属废水处理方法的比较1317Table 1.1 Comparison of treatment methods of heavy metal wastewater分类方法优点缺点物理法活性炭吸附成本低、占地小,处理效率较高。 速率慢,不宜处理高浓度的废水。溶剂萃取可连续操作，分离效果好。能耗较大反渗透成本低、占地小、易操作,可回收有用材料。需制造高效长寿的渗透膜化学法离子交换法去除效果好、速率快，可回收金属离子。一次性投资高、占地面积较大,废水中污染物浓度不宜太高。普通化学法投资少、见效快、处理技术容易

25、掌握。耗材多,尾排水回用困难,且占地较大。电化学法设备简单，可以回收金属，易于自动控制，以电子作为反应剂,可避免产生二次污染。能耗大，投资成本高，。生物法生物絮凝法处理方便安全，无二次污染，絮凝效果优。 成本高，试剂保存困难。生物吸附法来源广，成本低，吸附速率快。吸附后的分离问题。微生物代谢法投资及运行费用低，产泥量少，操作简单。重金属离子对微生物有毒性。1.1.2 有机废水的污染概况随着的经济的高速发展，现代工业废水排放量日益增多，对环境的污染与日俱增，水体污染成为了挑战人类生存的急切问题。而造成水体严重污染的主要污染物是有机物18。有机废水就是以有机污染物为主的废水，主要来源于造纸、皮革及

26、食品等行业，而按性质来源分为易于生物降解的废水，易于生物降解但含有害成分的废水，难于生物降解且含有害成分的废水3类。其废水的特点为有机物浓度高、色度高有异味、成分复杂以及具有强酸强碱性等。其易造成水体富营养化，危害比较大，故也是当前处理比较多的废水。碳水化合物19、蛋白质、油脂等有机物质是城市生活废水和工业生产中产生的，主要以悬浮或溶解状态广泛存在于各种污水中，而在工业废水的排放中也含有这些物质，这些物质如不经处理对环境会造成污染，一般可通过微生物的生物化学作用而分解。在工业废水的“三废”处理中涉及的主要也是有机物质的处理，在制糖、造纸、养殖、PTA等行业产生的工业废水中也可通过生化法处理废水

27、中的有机物，处理中产生的沼气用于发电，从而能实现有机物的利用。同时随着工业的发展，产生的有机污染也相应加重，若采用其灌溉农田，会使土壤污染，降低农作物的质量；鱼类等水生生物在有机物污染的水体中生长，使它们致毒并大量死亡，也有可能使鱼类及水生植物发生变异，通过食物链的富集，最后而影响人类自身健康；当然水体中的有机物对人体也有直接或间接的危害，表现为能导致沙眼、皮肤病、肝炎、肝癌、胃癌等疾病；另外还会加剧生态的破坏和退化，制约工业产业的发展，造成大量的经济损失20。因此急需对有机废水进行有效的处理，目前的处理方法主要有物理法、化学法和生物法，具体的方法包括了超临界氧化法21、超声波法22、电化学工

28、艺23、电化学高级氧化24、固定化催化光反应25及各种生物化学法等，但是单一的处理方法往往受各种条件的限制，很难达到处理要求，因此需要对多种处理方法的联合技术进行研究。1.1.3 含酚废水的处理方法酚类化合物是有机物的一种，是有机废水中毒性较强、危害较大的污染物。含酚废水对水体和地表的生物危害很大，有文献表明26，水体遭受酚类污染后，由于废水的耗氧量高，水体氧的平衡会严重破坏;在不同苯酚浓度范围内会造成不同情况的污染，当水中苯酚浓度在0.002-0.015mg/l范围内时，可若采用加氯杀菌会导致恶臭产生氯酚也会损害水质27，这时水体将不能直接作为饮用水源;酚类物质对鱼类的毒性范围一般为4-15mg /l，酚的毒性还会使水体中其它生物（如细菌、软体动物等）的自然生长速度受到很大抑制，并有使它们停止生长的可能。用酚浓度1mg/L的水灌溉黄瓜地，收获的黄瓜有异味。 在产生的工业废水中，含酚废水是其中之一。具有来源广、水量大、危害重的特点27。当含酚浓度达到12mg/L时, 鱼类即出现中毒症状,超出4 5mg/L时, 将引起鱼类的大量死亡;酚的毒害作用是苯酚和低级酚能使皮肤过敏, 此外酚的毒性能通过抑制水中微生物的生长速度,影响水的生态平衡; 对人体的危害表现在能使人的肝、肾受损,若长期饮用酚污染的水源, 会有慢性中毒、头痛、疲劳、失眠、耳鸣、白血球下降及记忆衰退等