废油处理中膜实验装置与分析方法

1、废油处理中膜实验装置与分析方法氮和氧在不同聚合物中的港透性如表24阀所示，聚烯焼具有较高的氧氮分离比聚烯婭中空纤鮭膜具有強度高、韧性好、耐强酸强碱,耐细菌腐蚀、耐温性能好、莪1佰申极性、成本低等优点，是适合于膜生物反应器要求的膜材料之45液2-11WI氯在不PW&中的滓透柱Tab一1-1P亡i-niERbihtof皿行口呂亡11oxyg亡nindiffbEiitpnlyin亡住聚物Pg/BairerPNj/BaiierHJ1HlWpw3聚甲Q戍烯3728.94.2聚异戊一烯23.78.12.7乙堆纤維索H.23.334聚水乙怖7.52.52.9聚乙坏fi.fi2.13.2聚丙烯IfiD.354

2、聚隧酸酷1.40.34.7丁圧橡胶130.34.3罐偏嬴乙烯0.24D.0554.4聚醴胺【尼龙D.D93D.0252.80.70.253.0由于本实验处理的废水为釆油废水，含有笋种有机溶剂，芳香矩溶剂、氯化憐溶剂，会对中空纤维脱构成巨大的腐蚀危苫一本研究以貝冇艮好耐冇机溶剂的聚烯煙为原料,经熔融拉伸制成致密中空纤维膜（由天津膜科力科技有限公司提供人膜丝参数如表22所示:表22中空纤维模参数Tab.22Parametersofhollowfibermembrane中空纤维膜参数平均值膜唯尬(um)90膜外径(um)420膜内径(um)240中空纤维膜组件膜组件是MABR系统的核心组成部分,本实

3、验所选用的膜组件是在询研究生作的某础上，进一步放大而成的活端帘式膜组件，中空纤维膜材料选择的是聚炳炷，密封腔体选择的材料足AES,MABR反应器11体参数如农23所示。密封腔体选择的材料足ABS管材，即丙烯BS-T-烯苯乙烯三元共聚物(AciyloiiitiileButadieneStyrene,缩写为ABS),是一种强度高、韧性好、易于加匸成型的热塑型高分子材料，ABS优点很多,1?(乍压力高,可耐压16kg:耐腐蚀，使用寿命长；内壁光滑，流体阻力小；抗冲击性好，在遭受突然袭击时仅产生韧性变形;使川的温度范围宽,为20709之间：连接安装简便,既可以焊接，乂可以用粘接溶剂粘接，密封性好：貳最

4、轻，节省投资。密封胶密封是膜组件制作中非常重要的一个环节,决定了膜组件制作的成败。木实验所用膜组件密封胶使用了环氣树脂胶等。固化后的环氣树脂八冇良好的物理化学性能，粘附力强，对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度：收缩性低,力学性能好，固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能,制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。2-3膜组件参数Tab.23Parametersofmembranemodule参数数值组件长度(m)1组件宽度(m)0.35纤维膜丝总数(根)5000模丝长度(m)0.S总欣农血积(m?)5.275反应器容积(L)填充密度(m/m3)239.8降解石汕有机污

5、染物的微生物种类繁多，细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。20%的土壤微生物可以降解婭类,已知降解石油烧的微生物共有70属200多种可以降解含油废水中的炷类的微生物,细菌和真菌汇如表24,2-541所示：农24石油降解细菌及其作用基质Tab.24Oildegradingbacteriaandtheirsubstance种属作用基质fix单胞山屈(Pseudomonas)石油婭、氯代脂肪矩、氯苯、苯甲酸、PAHs产碱菌属(Alcaligenes)石油如PAHs、PCBs莫拉氏iW属(Moraxella)石油婭、氯代苯胺不动杆菌属(Acinetobacter)石油炬、PCBs英杆菌屈(Flavo

6、bactenum)石油坯、氯代脂肪婭、PAHs(.单胞菌屈(Aeromonas)PAHs弧繭屈(Vibno)石油婭芽他杆菌屈(Bacillus)石油婭梭菌属(Clostridium)氯代脂肪矩棒杆菌属(Coiynebactenum)和油如PCBsiV杆i宵属(Arthrobacter)石油婭、氯代脂肪如PCBs放线菌属(Actinomyces)石油坯分枝杆(W属(Mycobacterium)石油婭、烷基苯、氯代脂肪帕、PAHs诺K氏菌屈仃汕如PAHs红球菌堀(Rhodococcus)PAHs、氯酚小单胞菌屈(Micromonospora)石油坯zl;.丝徴茴M(Hyphomicrobium)氯

7、代烷婭亚硝化单胞歯属(Nitrosomonas)岗代脂肪烧农2-5石油婭降解真歯及其作用基质Tab.2-5Oil-degradingfungiandtheirsubstance种属作用基质假丝酵母属(Candida)石油烧防“屈(Saccharomyces)石汕魅、氮氯毗呢酸丝抱酵“屈(Tnchosporon)石油烂红酵母属Rhodotorula)石油坯曲需屈(Aspergillus)仃汕矩、氮氯毗旋酸匍萄抱屈Botrytis)石油矩枝抱属(Cladosponum)石油婭小克银汉福屈Cunninghamella)石油矩PAHs必他廉毛平革(Phanerochaetechrysosponum)P

8、AHs复介菌介绍本套实验装ivl所投加的菌种是购至J加拿大AdvanceBioteclmologies公司()的ADB350M产品。该产品含彳经特殊筛选的、适应性强的高性能微生物胖，可用于陆上海上的石油开采、加匸、运输、炼化和英他相关的化企业的含有化学污染物的污水进行生物处理。ADB350M还含有十分完整的微生物营养混合物，供微生物在各种条件下生长所需。这一点对I业污水的处理尤为耳要。ADB350M中除含冇细菌组分外,还形成了一系列自宙酶。纤维索爾、卜纤维索酶、淀粉酶与脂肋酗的混合物和细菌一起，形成了降解超大分子聚合物(它们导致泡沫的形成)的能力，通过破坏丝状菌的结构来抑制丝状菌的生长。ADB

9、350M兼有好氧微生物和兼値微生物，故能建立和维持-种能更强地抵消高含盐暈有机污水中所含有机抑制剂的有机抑制作用的微生物种群。这种微生物种群要比自然生成的微生物种群更有效。ADB350M能确保经特别挑选的微生物能保持微生物胖落门然的选择机理。这些细情均来自自然环境，因而用它们对污水进行处理，可以达到最优性能。所有菌种均为已在美国菌种保藏中心(AmeiicanTypeCultureCentre,ATCC)JW注册登记号以及加虫大可民用物质II录I.(CanadianDomesticSubstanceList,DSL)的菌种，以确保其安全性。这些菌种如表26所示：表2-6ADB350M中的菌种及其

10、ATCC注册登记号Tab.26BactenatypesinADB350MandtheirregistationnumbersinATCC名称ATCC注册登记号淀粉液化芽抱杆菌(Baci11usamyloliquefaciens)ATCC23844蜡状芽抱杆菌(Bacilluscereus)ATCC14579环状芽胞杆菌(Bacilluscirculans)ATCC9500地衣芽抱杆菌(Bacilluslicheniformis)ATCC12713巨大芽抱杆菌(Bacillusmegaterium)ATCC14581多粘类芽抱杆菌(Bacilluspolymyxa)ATCC842枯草芽抱杆菌(B

11、acillussubtills)ATCC6051荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)ATCC13525恶臭假单胞菌(PseudomonasPutida)ATCC12633ADB350M产品中主要的菌种有9种，大多是有文献报道的对石油绘类有机物有降解能力的细菌，担、l主要的降解石油坯类有机物的功能，还有一些共生菌,是组成合理微生物区系的重要成员。它们中大多数可以产生生物表面活性剂，可增大石油坯在水中的溶解性，使石油坯更易与微生物直接接触，这一点对海洋石油污染的治理非常重要。它们降解采油废水中污染物时具有协同作用，少暈厌氧菌可提高采油废水中污染物的可生化性，好氧菌的降解能力

12、大，它们共同作用使降解效果得到提高。下面一一分析介绍各个细菌的功能。淀粉液化芽他杆菌U询还未有文献报道具有降解石油中坯类的功能，但可以降解ADB350M产品中的营养物(主要是玉米和麦轶)，为其他细菌的生长繁殖提供营养。蜡状芽他杆菌是一种广泛应用于采油匚程领域特别是微生物强化采油领域的采油菌种，能产生一种脂类表面活性剂，能有效地改善原油的性质，使原油黏度下降提高采收率。它能降解高碳链(6。以上)饱和烷坯，生成饱和烷基酸，使原油的轻组份增加，含蜡、含胶率降低眇71。蜡状芽砲杆菌具有好氧反硝化特性7知旧，对亚硝酸盐具有较高降解能力而且效果稳定。蜡状芽他杆菌可以降解苯酚、甲苯、氯酚类、硝基酚皿、十漠联

13、苯瞇皿、汽油卩叭正十六烷、苯、菲和环己烷网等石油炷类有机物。环状芽胞杆菌是硅酸盐细菌，能分解采油废水中的硅酸盐类矿物，降低采油废水的腐蚀性，可以通过脱酰胺作用使采油废水中的酰胺类物质转化为酸类。四地衣芽砲杆菌可以产生生物表面活性剂，对原油具有较强的乳化、增溶、脱附和降粘作用阿，有利于提高原油采收率。地衣芽他杆菌有固氮作用刖，可以将空气中的氮气转化为氨氮,为其细菌生长提供-淀的氮素。地衣芽抱杆菌对麦获中的纤维索、半纤维索和木质索都冇不同程度的降解旳。巨大芽他杆菌能够冇效地去除水体中的冇机物、氮、磷，因此，具冇净化布营养化水体的作用P3S51O巨大芽他杆菌可降解屮基对硫磷旳、硝基苯旳、屮苯殉等石油

14、绘类有机物。多粘类芽他杆菌厌氧条件下所测定的大多数菌株固定氮，还可以产生胞外多糖、蚩口质、令机酸类凝絮剂、表面活性剂等生物活性物质，在废水处理领域有重要作用，叭枯草芽胞杆菌是一种非常重要的降解石油婭类有机物的细菌,常用F石油污染的修复同。它可以产生生物衣而活性剂，将兀应用于汕IH,冇利于提拓原汕采收率列。它降低原油的重质懾分含彊，改裨原油的物理化学性质。枯草芽ffiffiW能够还原硝酸盐旳，可以降解CgC4Q的烷绘，崇、烷基化荼、二苯并嗥吩、茹和稠二蔡等芳绘类化合物凹和胶质、沥青质组份出。荧光假单胞菌是非常重要的一类降解石油坯类有机物的细菌，可以降解邻苯二甲酸酯映叭卤代熔勿、硝基苯网、苯屮酸钠

15、、苯、甲苯、二甲苯、苯酚、苯甲醇、二苯胺、对二甲氨基苯甲醛、3,5二硝基水扬酸旳和邻苯二酚驚恶臭假单胞菌能产生糖脂类表面活性剂,它是种用F石油开采降粘,提高石油采收率的微生物恶奥假单胞菌能够降解水杨酸.烷烬叭苯胺口叭壬基酚10叭【卩苯啊1网、硝战苯眄、联苯、苯屮酸、苯酚和邻苯二酚、多氯联苯、1呦,1呵、对硝基苯酚1驹等，能参与药、联苯瞇和二苯并二恶英的共代谢矿化过程1呦。而且假单胞菌属都存在好氧反硝化现象1呵。2.3实验装置1-膜组件2-MABR反山器3-出水口4-磁力循环泵5-液体流量计6-淞丿I；.阀7球阀8全1*1动电加热9进水口（取样II）10-气体流fit计II-稳压阀12空气压缩机

16、13寸0水I14.压力衣图2-1实验流程图Fig.2-1ExpenmentalflowchartMABR实验丄艺流程图如图2-1所示，实验装置主要包括生物反应器、磁力循环泵、膜组件、空气压缩机、气（液）体流鼠计、爪力表、稳爪阀以及自动控制加热装代等。工物反应器氏、宽和高分别为30cm、20cm.40cm,体枳为24L,由普通无色玻璃制成，能够随时观察中空纤维膜丝上生物膜的生长悄况。该MABR反应器为序批式反应器，本实验每批处理22L模拟采油废水，水最恰好能够淹没膜组件的膜丝。膜组件的膜丝面积为1.76nr,整个MABR的膜丝填充密度为239.8m2/m中空纤维膜丝竖直固定于反应池中,膜丝宽度等

17、于反应器宽度,膜丝将反应器分隔为三部分，废水由磁力循环泵从反应器一侧底部循环到反应池另一侧的上部，每一次循环水会穿过两次膜丝,这样的进出水设计使水从膜丝之间错流穿过，可以与生物離更好的接触，提烏传质效率,仃效地避免短路。空气是通过空气压缩机提供压力，实验曝气压力通过调节稳压阀、气体流暈计和泄压阀进行控制。废水循环流尿与HRT通过液体流壮计进行控制。生物反应器内装了门动控制的电加热以控制反应器的温度。实验过程中在进水II处取样分析,处理完的水通过排水口进行排放。2.4检测项目与分析方法实验中检测项II的分析方法参照国家环保总局编护的水和废水监测分析方法（第四版）1切及芙国公共卫生协会颁布的水和废水标准检验法（第十五版）1111o实验仪器及分析方法如表27和表28所示：衣27实验装置规格、型号览衣Tab.27SchedulesofexperimentaldevicetypesandspeciScations名称规格、熨号气体压力衣壮程00.4MPa气体流量计LBZ-3型玻璃转片流量计（量程0.060.6L/min）液体流量计LBZ-10型玻璃转/流量计(fit程10-100L/min)循环泉磯力循环泵（加人tal8L/min）生物反应池300mm*200mm