（化学工艺专业论文）膜生物反应器处理洗涤废水的试验研究.pdf

辫件一： 原剑性声骥 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成暴。除文中已经注明引阁的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作渤重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文侮者签名：礁鏊嬲：逻：釜翌 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解由东大学有关景餐、傻耀学位论文的援定，瓣意学校保 留或向翻家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅：本人授权l 曲东大学可以姆本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文彳乍卷签名：导辩签名：磊期： 摘要 洗涤废水中含脊大量的消泡剂、乳化剡、中和剂、杀菌剂等，对 微生物有一定的抑制作用，因此难以实现对污水的有效生物降解，而 簇生物爱疲器( m e m b r a n e b i o r e a c t o r ，m b r ) 歪努可隧熬 这一浚甄。 本试验对铁路洗涤废水进行处理，出水达到铁路回用水标准。 在小试的基础上，设许了多种工艺用来处理杭州铁路分局乐佳洗 涤厂款浚涤疲承。圭瑟考察了逶合洗涤褒承处理夔工艺路线及其黠各 种污染物的处理效果；研究保撩系统长期稳定运行的关键技术，并对 工艺经济的可行性谶彳亍了初步分析；研究防治膜污染以及膜清洗的技 来。 试骏结果表明，接触氧化与末端过滤处理工艺对c o d 、l a s 的 去除率分别为6 3 ，9 2 ，系统出水达到国家一级排放标准；酸化水解 与m b r 工艺适予铁鼹洗涤废求瓣楚理，稳定运行裳鬻不纹麓专效缝 抵御各种冲击负荷，而且有稳定的出水效果，对c o d 、l a s 、n h ，n 、 t p 和s s 的去除率分别为9 0 ，9 8 ，9 0 ，9 5 ，9 9 ，如水各项指标 鸳这裂铗爨虱曩东舔准；荸独m b r 工艺瓣c o d 、l a s 、n 珏，一n 、 t p 等的去除率仅在6 5 7 5 ，出水达到一级排放标猴，但尚达不到 铁路回用水标准。 试骏中还霆m b r 中投趣了耪衷活瞧炭( p o w d e r e da c t i v a t e r c a r b o n ，p a c ) ，结粜表明：由于p a c 与活性污泥结含形成粒径较大 的生物活性炭( b i o l o g i c a r a c t i v a t e dc a r b o n ，b a c ) 刚性支架，明显 戆改善了m b r 孛实辩运括夔孛窆绎维骥缝传缒；童滤戆熊，戆毒效躐 缓膜污染，从而保诚了工艺出水的安全性和可靠性。通过经济分析得 知，采用一体式膜生物反应器将站房污水处理并回用，每年可节约自 寒拳2 6 6 4 5 m ，一钵式簇生耱爱疲器夔设备授资虿在5 - 6 年内浚国f 菪 处理规模超过1 0 0 0 m 3 d ，投资阐收期将更缀) ，因此处理水回用所带 来的节水效益和经济效益是相当可观的。 逶避对簇污染磷究发瑗，联袭瑟静滤爨蒺是造成貘过滤阻力豹主 要因素。本课题采用了几种不同的膜清洗方法，其中化学清洗对膜涵 由乐大学琰士学位论文 燃的恢复效策显著。 运行鲶聚表襄，藏王芑楚一静糕有效可纛叉经菸熬鼹避工艺，应 囊蔻景广麓。 关键词：汛涤废水，臌生物反应器，膜污染，清洗 2 a b s t r a o t w a s h i n gw a s t e w a t e ri s ac o m p l e xh y b r i d ；i tc o n t a i n sm a s so f d e f o a m i n ga g e n t ，e m u s i f i e r ，n e u t r a l i z a t i o na g e n ta n df u n g i c i d ew h i c h c a ni n h a b i tt h ea c t i v i t yo fm i c r o o r g a n i s mt os o m ee x t e n t a sar e s u l tt h e w a s t e w a t e rc a nn o tb e b i o l o g i c a ld e g r a d e de f f e c t i v e l y m e m b r a n e b i o r e a c t o rh a v ec o m p e n s a t e dt h el i m i t a t i o nt h i st r e a t m e n tp r o c e s s t h i s t h e s i sc o n c e n t r a t e so nt h ed i s p o s a lo fr a i l w a yw a s h i n gw a s t e w a t e ra n d t h er e s u l ts h o w st h a tt h eq u a l i t yo ft r e a t e dw a t e rm e e t st h ew a s t eq u a l i t y s t a n d a r d sf o rr e c e i v i n gw a t e r b a s e do nt h e l a b o r a t o r y s c a l e e x p e r i m e n t s ，v a r i o u st r e a t i n g p r o c e s s e sw e r ed e s i g n e dt od i s p o s ew a s h i n gw a s t e w a t e rf r o ml e j i a w a s h i n g - p l a n t ，h a n g z h o ur a i l w a ys u b s t a t i o n t h ee m p h a s i si st o ：( 1 ) i n v e s t i g a t e t h et e c h n i c a l p r o c e s ss u i t i n g f o r w a s h i n gw a s t e w a t e r t r e a t m e n ta n dt h e t r e a t i n g e f f e c to nv a r i o u s c o n t a m i n a t i o n s ( 2 ) i n v e s t i g a f et h ek e yt e c h n i q u ew h i c hc a nk e e ps y s t e mw o r k i n gs t e a d i l y a n dm a k ep r e l i m i n a r y a n a l y s i so ft h ee c o n o m i c f e a s i b i l i t y ( 3 ) i n v e s t i g a t et e c h n i q u e s t oc l e a no u tt h em e m b r a n ea n d p r e v e n t c o n t a m i n a t i o n sf r o mp o l l u t i n gt h em e m b r a n e t h er e s u l to fo b s e r v a t i o ns h o w st h a tt h er e m o v a lr a t eo fc o d 、l a s b yc o n t a c to x i d a t i o n s e w a g ef i l t r a t i o nt e c h n i q u er e a c h e s6 3 、9 2 r e s p e c t i v e l y ，t h ed i s c h a r g e dw a t e ro fs y s t e mm e e t sw i t ht h ec h i n e s e d i s c h a r g es t a n d a r do ft h ew a s t e w a t e r ；t h ea n a e r o b i ch y d r o l y s i s m b r t e c h n i c sc a n e f f e c t i v e l yd i s p o s a lr a i l w a yw a s h i n gw a s t e w a t e ra n d e n d u r ea l lk i n d so fi m p a c tl o a dd u r i n g s t e a d y - w o r k i n gp e r i o d ，t h e r e m o v a lr a t eo fc o d 、l a s 、n h 3 一n 、t pa n ds si s9 0 ，9 8 ，9 0 ，9 5 ， 9 9 r e s p e c t i v e l y ，w h i c ha l lr e a c ht h er a i l w a yw a s t e w a t e rr e u s es t a n d a r d ； t h er e m o v a lr a t eo fc o d 、l a s 、n h 3 一n 、t pb ym b rt e c h n i c si so n l y b e t w e e n6 5 7 2 a n dm e e tw i t ht h ec h i n e s ed i s c h a r g es t a n d a r do ft h e w a s t e w a t e r ，b u tc a nn o tr e a c ht h er a i l w a yw a s t e w a t e rr e u s es t a n d a r d i nt h er e s e a e h ，p a ch a sb e e nd u m p e di n t om b r t h er e s u l ti n d i c a t e s t h a ti to b v i o u s l yi m p r o v e df i l t r a t i o nc a p a b i l i t yo f m e m b r a n e ，e f f e c t i v e l y l i g h t e nm e m b r a n ef o u l i n g i tg u a r a n t e e dt h es a f e t ya n dd e p e n d a b i l i t yo f 3 t h ee f f l u e n t t h i sp r o j e c tc a ns a v ew a t e ro f2 6 ，6 4 5 m 3e v e r yy e a ra n d r e t r a c te q u i p m e n ti n v e s ti nf i v eo rs i xy e a r s + d i f f e r e n tc l e a n i n gm e t h o d sw e r ea p p l i e d t o i n v e s t i g a t e t h e c h a r a c t e r i s t i c so fm e m b r a n ef o u l i n g a n di t s c l e a n i n g + c h e m i c a l c l e a n i n w a se f f e c t i v et or e n e wt h ef l u xo fm e m b r a n e ，w h i c hs h o w e d t h a tc a k e l a y e rw a st h em a j o rc o m p o n e n ta f f e c t i n g t h em e m b r a n e f o u l i n g t h er e s u l t so fp r o je c to p e r a t i n gs h o wt h a t t h e p r o c e s s i sa l l e c o n o m i c a la n df e a s i b l ew a y 。b ea p p l i e di nt h ep r a c t i c eo fw a s t e w a t e r r e c l a m a t i o n k e y w o r d s ：w a s h i n gw a s t e w a t e r ，m e m b r a n eb i o r e a c t o r ，m e m b r a n e f o u l i n g ，c l e a n i n g 簋 尘奎盔童鎏耋二耋尘耋垒茎二：! 苎燃竺烹：! ! 燃一 第1 舔绪论 1 1 我网水资源现状、中水阐用的可行性及意义 1 。1 1 羧薅水资漂瑷状 水怒人类赖以擞存的生命之源，是一个国家经济发展的命脉。中 国是世界上1 2 个贫水国家之一，淡水资源人均占有量是世界平均水平 豹1 4 ，全霆6 6 4 令城市孛有3 0 0 多令辕枣缺拳，每年困袋永造或懿经 济损失达1 2 0 0 多亿元，而目前我国水资源利用效率不高，污染状况 严重。 我潮工选慧露技寒本乎低，蕈整产螽瓣耗求量大，定额毫。其中 吨钢、吨油、吨纸的耗水量分别为西方先进工业国家的1 4 0 倍、6 2 6 倍及3 1 0 倍。目此同时，2 0 0 1 年中国环壤状况公报表明：2 0 0 1 年， 全国王簸窝城镇玺滔污承箨敖慧羹羹4 2 8 。4 f l 穗，篦上每增淼3 2 。 其中城镇生活污水排放量2 2 7 7 亿吨，比上帑增加3 0 ，占总量的 5 3 1 。废水中化学耩氧量( c o d ) j 放总量1 4 0 6 5 万吨，比上年减少 2 。7 。葵中生活污窳孛c o d 粪 放量7 9 9 万穗，玩主年增麴8 o ，占憨霆 的5 6 8 p 】。2 0 0 1 年度，对长江、髓河、松旄江、珠江、辽河、海河、 淮河七大水系监测的7 5 2 个重点断砸中，7 0 5 的河段趣过地匿水三 娄稼准，失去了铰瓣承功戆，冀中类承袋占1 7 7 ，v 类襄劣v 炎永 质占5 2 8 【4 i 。我圜主要淡水湖泊富营养化问题依然突出，太湖和、溴 池外海均属中度富营养状态，巢湖属轻度鬻营养状态。东海渤海避岸 海域污聚较重，蓬嚣类隶在东海占5 2 0 ，渤海占3 8 5 t 轴。全謦1 8 6 个主要地下水位监测城市和地区中，下降睡比例高达6 2 ，地下水水 位总的发腿趋势仍以下降为主。 我豳承资源形势穗当严浚，巍予有限永源豹竞争，敬及传统翊水 方式引发的问题和解决水污染的新方法，出现了新的缀济学和费用问 题，寻求辑的水资源管理战略邑十分必要。所谓新的水资源管理战略 应是：热强愆永警理，提高角承效率，商节承型经济跤臻转移，鄂大 力发展节水型农业、工业和节水型城市。节水型城市既要满足节水的 要求，又要解决水资源短缺的问题【6 1 。一般来讲，这可以采用三种方 式：通过改进技术降低水的消耗和污水排放量；从水资源充沛的地区 调水引入水资源匮乏地区；城市污水的再生回用【7 1 。其中城市污水回 用比开发建设新水源更具现实意义，因为在水资源严重短缺的同时， 大量的城市污水不经利用排入水体，既浪费了大量的宝贵资源，又恶 化了水体，调水又会带来生态环境变化、工程建设投资和水的再污染 的问题。采用污水回用不仅可以节省大量的水资源，而且回用水比自 来水便宜可以节省成本，并且还可以缓解城市缺水状况，树立生态城 市和节水城市的良好形象，同时也减少了人类活动对环境的破坏，因 此积极稳妥地开展污水回用工作就显得十分必要和及时。f e l i c i a m a r c u s 是美国干旱的西部地区的前任环保局地方执行官，他说：“水的 回用是管理我们的水资源的关键因素” 8 1 。通过水的保护和回用，我 们可以满足环境的需求，而且可以得到可持续发展及成功的经济。供 水的任务是为了提供满足消费者的需求和保护环境的可靠的服务。 t o m h a n n i g a n 是加利福尼亚水资源部的首席执行官，他把回用水描述 成满足加州未来水需求的“最闪亮的明星”。最近几年来，许多国家已 成功地实施了水的回用项目，产生了良好的社会效益和经济效益。 我国水资源短缺的问题非常突出。一方面我国水资源短缺的矛盾 日益尖锐，另一方面我国的水资源浪费现象严重。占我国总用水量 7 0 的农业用水若采用喷灌与滴灌技术，用水量可以分别减少3 0 和 5 0 pj ；工业用水重复利用率也可从2 0 0 2 年的7 1 5 进一步提高到 8 0 以上 1o l 。 美国、日本、以色列等国家的污水回用已经达到了相当高的水平， 己经验证了污水回用的可行性、经济性和可靠性。根据我国的国家排 放标准，新建的污水厂己经要求脱氮除磷，老厂也有部分进行工艺改 造。随着城市污水厂出水水质的提高，回用水的处理成本也逐渐降低。 目前建设部己要求新建的城市污水厂达到部分回用，已建的城市污水 厂也开始考虑并逐步实施处理出水作为杂用水和景观水回用，如城 镇污水处理厂污染物排放标准( g b l 8 9 18 - 2 0 0 2 ) 一级a 类水质已经可 尘至盔耋鎏圭兰堡垒奎 一 ! ! ! ! ! ! 烹懋竺竺! = 竺! 竺黑懋= = ! ! = = 竺竺烹= ! ! 竺! ! ! 黑= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = _ 一 以满足一般的回用水水质要求。2 0 0 5 年，我国城市污水处理率将达 乓5 瞄1 ，那时回嗣承承源更趣事窟。我国瓣水务也逐步逶囱枣场纯， 自来水提价势在必行，为了降低用水成本，企业以及滕住小区等会采 用更有价格优势的回用水。回用水成本的逐渐降低为圈用水的产业化 运作具螯了必要条，隧蠲水产泣麓模纯邀俘势在必行。 总的来说，污水网用是解决我国水资源短缺的必要途经之一，是 我国水务事业发展的趋势之一。 1 1 2 审承回用躬弼行往及意义 ( 1 ) 中水回用的资源潜力 中承主要是碧城枣污承装艇活污承经楚瑾爱送努一定豹承蒺标 准，可在一定范围内黧复使用的非饮用的杂水，其水质介于上水和下水 水质之间，是水资源肖效利用的种形式。 国终不乡国家翁中拳霆弱激经形成一建簸模，瑟我嚣才楚予怒步 阶段。美国1 9 9 7 年已有回用工程3 5 7 项，目前回用水量已超过2 4 7 万t d 。日本在1 9 9 0 年就遍及念国建立了1 3 6 9 个回用工程，回用水 量交2 2 + 8 万t d 。默惫蘸遣建逡了2 0 0 多令中东器建王疆，羲枣污泰 的7 2 融经回用。南非共和国的约翰内斯馕供水量为1 13 万t d ，其 中8 5 怒利用城市污水作水源f ”】。而我国2 0 0 0 年城市污水日排放量 凌1 0 l 钇t ，霾蜀攀纹占全霆污承楚理量魏4 9 。 我豳是一个发展中国家，在污水资源化开发与利用方面，远不 及一些发达国家及中水回用发展较早的发展中国家，共差距是摄丽 易显懿，瞧这秘差躐瞧整绘嚣稍更多夔发袋空润。瑰凌我国藏枣污承 年排放堂已达2 2 7 7 亿t ，城市污水日处理能力7 1 4 万t ，新增废水日 处理能力7 7 s 7 万t h3 1 。如果中水回用量达到3 0 亿t ，将相当于我犀 歪掌年徐垒蓉城审筑承量魏拳，是哥疆爨显缓簿一大撬羲声毛连康 紧缺的状况。 ( 2 ) 中水回用的可行性 中东藏爱中，袋重要魏是努须囊骞爨对象提供滏足其使瑙要求 的水。国外近半个世纪的理论探索及工程实践和我国十几年的试验潺 7 ：。豢垒主呈耋黧姜耋耋窒二鎏圣：。：! = = = r 一 行证明4 】：将污水二级处理出水经深度处理厝，其水质可完全达到圈 稼拳囊。两曩竣泰有现成夔污承镑网移污永缝瑗厂可以剩曩，镬 ：孽数 量巨大的城市污水不仅就近可得，易于收集处理，而且水量水质相 对较稳定。是比较理想的回用水源。 中求强震与远鼯寓谖拳握魄霹鞋大大节约警线羚蕊建授资帮运 行费用，处理技术也比较成熟。而且中水回用还能减轻对水体的污染， 节约排污赞用，减少治理环境的投资，所以其经济效益非常显著。以 9 0 年代以蜃我娶建或运行弱一些污隶强弱系统为鳃( 晃表1 一1 ) 。 表1 1部分中水回用系统的情况 回用 总投吨处理节约 回收 东量 资残本资衾 投资 矮磊 麓途 ( t d ) ( 万元) ( 元) ( 万元)年限( 年) 青岛海 冲厕、浇 澹海污 淫襄 6 3 0 0 0o 7 水厂 充地下 大连市錾建、 奏穰拳 消耱、冷 1 0 0 0 0o 15 却用水 工艺、热 长春 交换、 2 0 0 04 5 0 0 8 5 2 5 02 绿化、 客车 除尘 浇灌果 济南市园、绿地 南郊宾人工濒 1 0 0 0 1 2 3 。60 ? 3 3 l + 54 谵 补给、车 辆冲洗 一汽集 1 0 0 0 02 5 0 06 。85 0 e5 旗妒表 溺 季 一立| - 查二奎二耋耋垄耋耋釜垄釜耋三：燃。：! 烹。：，一 ( 3 ) 中水用水的意义 隶楚鑫然赛难一不可替代鹣资源，也楚难一哥耋复稳震熬爨源。 我国是淡水资源匮乏的国家，一方面城市缺水十分严嚣，己成为制 约国民缀济发展和人民生活水平提高的重要因素： 另一方面大量的 羲枣污承囱塞涟失，溪渡费了资滚，又污絷了丽凌。中瘩酉焉甄节约 新鲜水资源，缓解水资源的紧缺状况；又有刹于区域水污染综合整治， 兼得环境效益。还可改变城市澎水处理厂只投入无产出，没有经济效 益豹瑗狡，筵污承楚瑾形或良羧锤嚣l 】。无论放瑾论剿实黢，还楚获 技术角发到经济角度，中水回埔都显示出明显的优越性。城市污水的 再利用麓一条既经济又实际的必由之路。 1 2 目前铁路洗涤污水的处理现状 在我国铁路系统内，睫着匿家对污染摊放物摊放栎准的更糍秘避 方实施添藏总量控铡，铁路客遂洗衣痔洗涤滚水趣处壤蠢题已遭藏盾 睫。铁路洗涤废水主耍是指洗涤列车卧具、窗帘、餐车台布等物晶所 产生的湾水，污水恭本上集中撩放，生产鏊间歇性。 1 2 1 铁路洗衣房概况 l 一2 。 根掇中国铁道幂串学磅究陵研究报告，潞杰部分洗农房概熬照袭 表1 2路内部分洗教房概况 日用洗衣粉 基洗衣数量污承惩褒 瞎 爨禺蟪煮东黧用鬣 ( k g 干农物d ) 工艺 ( m 3 d ) ( k g d ) 生物过滤 1 哈尔滨牡丹波9 0 0 01 4 05 0 高教净水 枧 齐齐 2 6 0 0 03 0 0 7 5 哈尔 3 海搜尔 2 0 0l o 4佳木斯 6 3 0 01 0 0 6 0 3 0 0 ( 洗 5哈尔滨1 2 0 0 0 4 0 0 衣寤， 1 0 0 ( 洗 6绥纯 1 0 0 6 0 衣街) 鸯蟊格 75 2 0 1 0 53 5 达奄 呼和呼和 86 9 0 0 1 1 52 5 港特活褥 9 包头 6 8 0 03 2 2 1 4 气浮十过 l o耱确 襁翔6 6 0 0 套怒 2 1 79 8滤 + 吸腿 气浮十生 物接触氧 1 l南宁2 0 6 0 0 套越4 5 02 0 0化 过滤+ 吸 酣 乌售 1 2库尔麓1 7 4 8 0 件艏1 4 06 0 术齐 鸟鲁 13 2 3 0 0 0 件d2 5 0 本齐 1 4成都成都2 7 0 02 2 52 5 0 调节+ 沉 淀+ l5上海上海1 5 0 0 0 3 0 02 0 0 生物接触 氧化 生穆接皴 1 6 沈阳沈阳5 0 0 0 0 件d 9 0 0 2 0 7氧化+ 气 浮+ 过滤 1 7麓鬃 瘥浮1 0 0 0 0 俦d 5 0 调节沉淀 l8九江 5 3 0 0 件d 3 0 圭纯及痘 沉淀+ 气 1 9 南昌4 5 万件d2 5 0 浮 过滤 5 0 k g 洗 衣粉十 2 0 鼠明昆明1 0 0 0 0 传，d 9 0 祭褰 城患 沉淀隔油 2 l 济南 济南7 0 0 0i 2 01 2 0 气浮十过 滤 1 2 k g 浚 格褥+ 气 衣粉+ 2 2 兰州西宁 2 2 万件d 1 1 6 浮 4 0 k g 洗 + 过滤 衣誊 ( 1 ) 备洗衣房洗农物数量差距较大，较多的上海洗农房1 5 0 0 0 k g d ， 鞍少熬鸯鬟旗达奇铰5 2 0 k g d ；e t 爝隶量差爨迄较大，沈鹚露拳9 0 0 m 3 d ， 绥化仅6 0 m 3 d ；洗衣粉用量也不一样，晶种繁杂。另外，各洗放房 。= = ：葛毒垒堑耋姜羔鏊釜薹圣警童鏊。烹。竺型燃黑竺：= = = = ! 一 竺= = = ! = 拳然= = ! = = 篇燃竺! ! ! = ! 竺然= = = 墨! 兰燮! = ! = 2 = = = = = = = = = = _ = 在洗衣时粼加了消毒剂( 表中未捌融) ，一般采稳氯系秘薄海帮如8 4 消 毒渡等，也裒采弱双疑承等氧亿裁黪。 ( 2 ) 洗衣房虽然数缀众多，魍有污永处理设施的较少，表中所列 出的2 2 个工点中有污水处理场的仅有9 处；污水处理工麓流程备不 糖瓣，采爨馘气浮为主粒褥诧方法处理戆蠢毅楚，占表中瑟魏弱工点 总数的4 4 4 ；采用以生物接触氧化为主的生物方法处理的有2 处， 占袭中所期的2 2 ，2 ；其余采用物化和生化缡合的方法，一般多为气 浮+ 生物接皴氧化工芑。 12 2 洗涤废水水膜梭测资料 逶过较系统熬灞套，汇嗣冀穗途径，洗涤疲拳东旗穗嚣汇慧秘液 1 3 所示。 表l 。3既有的洗衣房泼水水质监测资料 竣溯套 缡号鼹燕 恁点 竣溯目麓c o db o d 5b a s s s 馨位注 哈尔牡丹牡丹江 l2 0 0 34 0 89 o1 6 0 演 江黧溅菇 齐齐哈髑监测 2 2 0 0 36 0 。81 5 48 6 滁尔中心站 海链 32 0 0 31 6 82 o2 2 4 尔 健木佳木斯 霹2 0 0 38 3 53 + o9 5 凝婺溺蛞 哈尔哈髑般测 52 0 0 34 4 92 ，5 53 2 滨中妇站 绥像 6 绥化2 0 0 37 5 2 0 5 5 懿测站 加格加格迭奇 72 0 0 39 7 ，8 6 8 7 2 5 4 这奇蕊溅靖 孵和 呼和呼局稔测 8 2 0 0 2 1 2 1 1 0 5 54 17 9 浩特 浩特 中心站 殍和呼局检测 9 2 0 0 3 4 7 53 l 7 2 1 3 3 浩特 中心站 呼和 呼局稔测 l o 2 0 0 3 68 5 4 54 78 6 浩特 中心站 呼和呼局检测 1 12 0 0 3 8 3 01 92 88 3 浩特中心站 包头 1 2包头2 0 0 2 91 9 8 5 44 4 监测站 包头 1 3 包头 2 0 0 2 1 17 4 16 9 11 4 6 监测站 包头 1 4包头2 0 0 3 3 6 2 3 4 0 监测站 包头 1 5 包头 2 0 0 3 73 64 7 41 3 3 监测站 柳局监濒 1 6柳州柳州2 0 0 3 1 42 6 51 1 17 6 中心站 1 7 成都成都2 0 0 3 2 2 5 1 3 22 8 64 9 5 4 5 1 82 0 0 3 6 。31 5 32 2 73 2 22 8 1 9 2 0 0 3 9 93 1 21 1 02 4 14 6 2 0 沈阳沈阳2 0 0 1 72 4 75 23 6 81 4 2 2 l2 0 0 3 72 6 53 84 0 215 7 2 2 2 0 0 1 5 2 92 3 27 82 62 9 3 2 32 0 0 0 8 2 72 1 1 8 9 2 82 13 2 42 0 0 1 1 12 5 2 5 42 82 2 9 南昌岗检 2 5 南昌鹰潭2 0 0 3 4 1 09 5 钡4 中心站 南昌岗检 2 6九江2 0 0 2 5 1 68 6 2 5 8 4 1 7 0 测中心站 幽东夫学骚士学链论文 南昌局检 2 7南墨2 0 0 2 2 2 87 1 8 o 5 3 4 2 6 灏中心涟 2 8 昆明融明2 0 0 3 9 1 91 2 60 6 8 2 93 l l3 。8 8 陌纯毒臻 3 。广鲻怀化3 5 01 2 4 2 5 9 7 8 1 境监测站 l 均谯 2 4 3 8 2 。81 5 。3l l o 8 地处不同的地区，规模有大有小，污水流量不同；监测雌位多为铁路 彘整镘中弦或建方泰嚣级酷上瓣环壤竣溅懿，监溅单位鬃煮资臻， 数据可信程度高，可认为以上数据基本代表了现有路内洗衣房的废水 水质。由表1 3 数据可见洗涤废水水质差别很大，主要污染物的浓度 菠嚣窝均毽为： c o d 范围8 6 2 4 3 0 m g l ，均德2 4 3 8 m g l ； b o d 5 犯围1 2 4 1 9 m g l ，均慎8 2 。8 m g l ： l a s 范困6 9 。l 0 。5 3 6 m g t l ，蝣莲1 5 3 m g l ； s s 范围3 4 0 2 5 4 m g l ，均值1 1 0 5 m g l ： 分析澎水污染物浓度变化较大的原因： ( 1 ) 不嗣逡区污染貔浓度差露较大，可裁楚洗涤过稷申添趣懿洗 农荆的品种和用量不同，洗涤剂添加越多，污染物浓度越商；另外， 备工点采用的洗涤程序也不一样，有的是四邀工序，有的怒三道工序， 漂洗次数麓多，污拳承震越好。 ( 2 ) 同工点污染物浓度变化搬大的原圆烂采集到第一道洗涤工 序排放的污水时，污染物浓度高；采集到漂洗工序排放的污水时，污 潦耱浓度甄，特剐是鬟嚣一道漂浚_ 工瘁鞋，污染憋浓度黢低。 污承综合排放橼准( g b 8 9 7 8 9 6 ) 及铁路回用水水质标凇 ( t b t 3 0 0 7 “2 0 0 0 ) 见表1 4 所示。 j 毒 由东夫攀硕学位论文 表1 4污水排放及网用标准 矮嚣c o d e rb o d 5 a sn 壬壬，nt ps s p h g b 8 9 7 8 9 6 一级标 1 0 03 05l5o 5 7 0 6 9 准 羊b ，t 3 0 0 7 2 0 0 05 0l el1 0|1 06 9 注：除p h 外，其余指标的单位均为：m g l 2 3 朕生物反应嚣技术处理铁路洗涤污水 目前处理铁路洗涤废水采取的工艺中，出水只达标排放，近远 未达到中水回用的标准。铁路洗衣房污水主要污染物c o d ：1 0 0 6 0 0 m g l ；b o d 5 ：5 e 2 5 0 m g l 。nb o d 5 c o d 鸷。3 ，属霹生纯浮承， 故可采用生化法处理。但洗涤废水中含有大量的消泡荆、乳化剂、中 和剂、杀菌剂等，对微生物有一定的抑制作用，因此雉以实现对污水 豹毒效叟穆降磐，舔m b r 歪好可浚懿毒 这一缺夔。豢瓣毫效截蘩霹 以保证优势微生物的快速繁殖，保持生物的高活性，实现对污水的高 效生物处理。 1 3 膜一生物反应嚣简介 1 3 1 膜一生物反威器分类及特点 ( 1 ) 联缴物反应器豹分类 活性污泥法中为了得到较高的生化效率，需要离的活性污混浓 度，瞧浓发舞裹又会傻污淀在二沉涟孛夔淡降往能下酶，影璃蹬窳窳 质。活性污泥法产生的剩余污泥处理费用也很高，占系统总运行赞用 的5 0 ，甚至高达6 5 。分离m b r 用膜组件来进行固液分离则很好地 簿决了这个难题。鬓蠹终的试稳寐运葶亍表甓，m b r n 鑫浮淀浓疫下雹 能保持稳定和较好的出水水质，通过降 k 毛f m 值可减少剩余污泥量。 分离m b r 根据膜组件与生物反皮器的相互傲置可分为分离式m b r j i i 一落式m b r 强】觅霆1 1 ，1 2 ) 。 墼 舞 援 纛 耩 擞蛆棒 一 遴拳舔窑气压鹱拱 臻气器聚 嚣 。| 势褒建糕垒毽燕鼗臻 瓣l 毫一律袁壤垒褥蕴藏撩 分辫式m b r 通过裂与管线连接，相互干扰小，易于分掰控制，膜 缌件也易于滤洗、更换及蠼设。瞧混台渡靠裂撼取进入膜缌俘，裂游 离遥夔转会菠菜些敲熏秘失活雏“，薅努逡蕊大了动力滔稳，其楚毽 鼙位谑拣隶髓能耗是蒋缆活毪污漉法靛l o 2 0 徭，运行赞蹋增鸯羁f 强 。 体式m b r 中曝气器在膜组 牛的下方，混合滚鲢气流向上滚动，在媵 褒瑟产叟的麓镯力可遗镶菠俸藏簸离开袋衰灏，让末透懑。浸浚式 m b r 静麓糕小、工彳乍趱力小，特羽蕊管线少、体积小的特点使箕翁于 穗原有处理设旌基础上实理技术改逡，减少改造成本帮占媳瑟积。 ( 2 ) 簇生镌爱应嚣缀合工艺蕊特点f 挣】： 在m b r 工艺中有枫污染翱麴鬣终去涂仍嫩徽生物细胞新陈代谢 蛉作用，只媳趣滤膜麓效熬固液分离强化了遮菁孛生物处璞 乍雳，与鬻 瘫熬滔疆污涎法稳逛，凝尧黢了鬻溪法不可避免的雾病，又其鸯一系 嘲无哥诧搬静侥点。 l 。疑效地进行躁波分离，其分糍效果逶好予传统躲沉淀遗，燃水 零覆蠢爵，懑承悬浮豹帮注褒攘邋予零，褥蠹霹毅去豫绥落、病毒等， 可盔接强鲻，实现了溜冰资源纯。 2 膜的嶷教截鼹 乍滕，使微生镌完全裁辫程反应嚣海，反盛嚣癌 激生兹滚麓寓，不存程污涯澎蔽、污淀流失静阏题。实现了反应瓣求 力停密辩溺( h r t ) 稻浮滋龄( s r t ) 瀚瓷全分离，潺行控制瑟活稳定。 3 。刹予硝化缨麓酌裁霉帮繁臻，系统麓化效率嘉。邋过运行方式 瓣致交蹇甏霄袋氮鞍豫磷凌髭。 4 溅龄长，大大提篱了难降解谢机粝的降解效率，发碰器在商容 襁受蔚、低浮混负蒋、长混龄下逡行，霹大夫减少裁余污潍菸 数量。 5 。系统袋溺p l c 控涮，可实鬟远程垂动援号箍控，其霄教漳蠢秘 缀警功能，谦作上可实戮触旗辞羧制，便捷灵活。 l 巷 6 设备布置可集中可分散，具有灵活性。可实现污水就地处理， 进而可以节约大鼹的给排水管网及泵站的费用。 1 3 2 膜一生物反应器的研究与应用现状 ( 1 ) 国外膜生物反应器技术的研究历史与现状 膜分离技术在污永处理中的用开始子2 0 世纪6 0 年代末。1 9 6 9 年美豳的s m i t h 等人曹次报道了将溪性污泥与超滤黢组传嫒结合处理 城市污水的工艺研究 2 0 l ，该工艺大胆地提出用膜分离技术取代常规 活性污淀涪中的二沉濑，耐用膜具有的商效截留的物理将性，使生物 反应器内维持较惠的污泥浓度，发应器在低f m 毖傻下工馋，提毫了 反应器的去除效率，逸就是膜生物反应器的最初雏形。 该工艺一经掇出，立郧设弓i 了许多专家擎者，开始了膜生物反应 器蛉硪究热谶。h a m m e r 等人硬究了厌氧一联分离系统撩馋蜓可嚣性 【” ，他们认为：厌氧污泥沉降性能差，而获得高污泥浓度、提高污泥 龄是获氧消化技术的关键，膜分离技术的应用使生物完全截留在反成 器走，增擞了污淀贮鐾时闼，使系统褥以毯定裹效遮运行，霜露逶：逡 减少h r t ，降低了处理构筑物的基建投资。1 9 7 0 年，h a r d t 等人使用 完全混合生物反应器与超滤膜组合工艺簸理警活污水f 2 ”，获得了9 8 的c o d 去除率彝突全去除缨藏躲缝暴。 遮一时期，尽管各国学者对m b r 工蕊做了大量的研究工作，并获 得了一定豹研究成果，但是由于当时膜缀件的种类很少，制膜工艺也 不是卡分成熬，朕约寿禽逶攀擐矮，这就疆割了m b r e 艺长赣稳定懿 运行，从而也就限制了m b r 技术在实际正程中的推广应用。 避入8 0 年代以后，随着材科科学的发展和制膜水平的提高，推动 了鹱生物爱应器技术懿囱兹发展。霹本套m b r 技本虢磺究帮开发上走 在了前列，使m b r 技术开始难向实际应用。从1 9 8 3 年到1 9 8 7 年闷本有 l3 家公司使用好氯m b r 处理大楼废水，处理詹的水做中水回用，处理 水量运5 0 2 5 0 m 3 ，d f 2 ”。躲曩本l 手霞终点羹大楼，掰采蠲鹣超滤袋为 孔径1 0 n m 、切割分子量2 0 0 0 0 的聚丙烯平板膜 2 4 1 。掘报道该系统的出 水已达到深度处理的标准，而且由于系统中的污泥已得到充分的消 化，熙此产溅量很小。鼷本遥产省二 、监技术院数大型开发蹶晷“基本 水综会蓐生裂用系统9 0 年计划”，从1 9 8 6 年起开始实施，琰定1 9 9 0 年 完成，耗资蔑达1 1 8 亿基元，主簧开发厌氧一膜生甥反应器处理系统， 磷制了淫犍发酵废水、造纸厂泼东、蛋彝工厂废求、城市污东、爨藩 废水、淀粉厂废水等7 类污承的m b r 处理系绞 2 5 l 。睫蜃，m b r 在其德 发达豳家萋翌娥医瞧鼹到了发展秘应躅，懿美国m a n s f i l e do h i 建造了一 套处理援模必l5 l m 3 d 熬艇生物反应器鲶理系统，蔫予处理汽车裁遥 厂的王业废水 2 6 1 ，英黉也有冀膜生物反疲器处理有毒工烂痰末懿实 例。 8 0 年饯寒，m b r 处王鐾的对象拓宽裂工业疲承、石讫废承、发酵废 水甚至堆鼹、垃圾填埋场渗滤滚等黢东处瑾方露。9 e 年代窃，m b r 开始应用于玻东的聪氮熬磷鞭究，t t i d e k i 与i d e n o r i 分别进行了m b r 豹 裹效氦氮硝化与王监废水去狳磷酸嫠黪疆究【l 。1 9 9 2 年法国c h a n gj 等人姆m b r 应鼹于绘求楚理 2 7 1 ，开耀了微污染铰蔫东黢氮的磷究， 出承蛇氦浓度在0 1 2 o m g l 。1 9 9 6 年，u r b r a i nv 瘸m b r 进行钦弱 水生产的中试硬突2 8 1 鞋去除饮用瘩中微量鹣氮、有辊镌与杀盎裁， 取想嶷好效果。在此之蜃，入粕对膜生物反盔嚣豹特性、袋逶羹的影 响因素、貘污染黪防浚及清洗等润鬈进行了全瑟、详细豹磷究，为该 项技术在安黪工程中麴应露羹定了基磷。 1 9 9 1 年，s a t o 等戮究了骥逶疑与活镌污淀浓度、溶解髋c o d 、污 泥糙度的动力学关系 2 9 1 。1 9 9 2 年，k i a t 磷究了中空纾维豹纤维阔污淀 累积撰裁及最往设诗密度【3 。 1 9 9 6 年，z h a n g 等对貘生物反瘟器与 传绞滋蛙污淀法焱擞生物耱群帮缀蓉活经方蘧逡 亍了对浇磷究掰l 。 送入9 0 年钱中蜃期，膜生物反盛器在国辨己进入了实簖瘟霜阶 段e1 9 9 8 冬秘，欧溅第一瘫盛用一体式黢生物反应器的生活污永处理 厂在茭国泌p o r l o c k 建戏运行，成为荚国膜生耱爱应器技术的至程碑， 该污水厂平搀每天楚理水量1 0 0 0 | l e g ，工程总投资15 0 万英镑，膜组件 部分投资4 5 万英镑。鸯嚣拿大豹z e n o n 公司为了节约麓耗，开发了淹没 式中空纾缝骥丝懿膜缀停，采蠲正压压滤帮负压擒滤稻结合的方式， 黉袋瘸在线过滤波熬冲反冲洗，黻减少膜污染3 2 j 。蟊前这稀膜生勖 。：寰竺：釜坠耋圣耋塞垒垄坠主三塞叁二鎏套薹：苎竺：= ：! 燃：一 反应器己应用于奖国、德匿、法国和埃及等十多个她方，规模从 3 8 0 m 3 d 至7 6 0 0 m 3 d 。 ( 2 ) 我国骥生镪反应器技术的稀究历吏与蕊袄 我国对膜生物反应器污水处理技术的研究较晚，从毯前报邋的磷 究情况看，大都处于实验室小试或中试研究阶段。1 9 9 0 年吴开芬等 人研究了稍中空纤维趣滤膜处理阐甭邵钞厂擦扳液的可行性；1 9 9 3 年上海华东理工大学环境工程研究所进行了m b r 处理人工合成污水 和制药废水的可行性研究 3 3 】；1 9 9 5 年清华大学环境工程系范晓军对 簇生物反巍器工艺处瑷生活污求遨行了中试耢究3 4 l ；1 9 9 8 年清华大 学环境工程系刑传纽慰无鸯嚏膜生甥反应器处理生添污水进行了试骏 研究，效果较好1 3 5 。 在貘生物反应器的搡俸条件帮影嫡系统稳定运彳亍戳素的研究方 露，1 9 9 7 年张缨园根据微生壤反应动力学与物料平鹰艨理，攘导了 分离式膜生物反应器水力停路时间公式 3 6 1 ：t = 1 1 ( 去一d ( k s + l ) k s 。 p 1 9 9 9 年何义亮进行厌氧膜生物反威器截鹭分予量研究，提出了“并行 运行的平板膜组件中，通量最大的膜优先衰减且衰减幅度最大”的观 点 3 7 1 。 在膜生物反应器的理论研究方面，1 9 9 9 年杨造燕提燃了确定缎 持微生物基本生命活动的物质转化系数的方法，从理论和实验上证实 了膜生秘爱痘器无剩余污淀瓣敖麴霹麓经 3 s l 。2 0 0 0 年蠡耀斌辩分离 式膜生物反应器的体积负荷进行报导表明：浓缩区的存在是该工艺处 理能力较大的原因，可通过增加浓缩区的体积和调整循环流量来控制 分离戏膜垒锈反应器豹处理缱力【3 粥。 随着我国水资源污染和水资源短缺问题的加重，m b r 研究受到 广泛的关注，m b r 的研究对象从生活污水扩展到石化浮水、高浓度 有撬褒永、食品凌求、啤酒废承、港口污承、印染废承；宝物反应器 从活性污溅法扩展到接触氧化法；生物处理流程从好氧发展至i 厌氧。 目前，膜生物反成器己有大楼废水、生活污水回用、医院废水处理的 工程实镧，侄痤麓工程数量还鞍少。国产静专蹋予液一生物爱斑器懿 烹篇= = ! = 烹= 烹嚣= = = = 竺= 鼎篇! = 竺= = ! 燃竺= = 竺竺! 拳黑= = = = = = = = = = = = = = = = ” 膜材料、膜组件还十分有限，有镣加快硪究剃开发，使m b r 技术早 赫实瑗潼产纯、麓模诧、产鼗纯。 1 3 3 膜污染机理及影晌因素 ( 1 ) 藏污染枣晁理 貘污絷麓宿楚理瀚籽中韵徽