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豆制品是深受我国人民喜爱的一种食品,我国豆制品加工行业在食品加工业占有很大的比例,其排放的废水具有有机浓度高、排放点分散等特点,如果不处理直接排放会引起严重的水污染。由于我国豆制品企业分布分散,急需处理效果好、方便小型化的污水处理设备。
膨胀污泥床反应器(EGSB)是1980s才发展出来的第三代厌氧反应器,同以往的厌氧反应器相比处理效率更高、运行更稳定。厌氧膜生物反应器(AnMBR)由厌氧反应器和膜组件构成,结合了两者的优点:能有效处理高浓度有机废水、有机负荷(OLR)高、污泥截留效果好,使水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)完全分离,便于小型化使用。
本论文主要的研究内容是通过实验考察新型反应器AnMBR处理高浓度豆制品的运行效果及膜污染方面的研究。整个试验连续进行240d,试验内容分为两大部分:EGSB阶段和AnMBR阶段。
对EGSB反应器的运行效果的研究表明:在中温条件下,进水COD浓度在1000～13000mg/L,HRT为48h时,EGSB对COD、BOD5的去除率在85％左右,T-N去除率在35％左右,气体产率在0.08～0.14LCH4/gCOD范围,甲烷含量为60～75％;在进水COD为10000mg/L时,最佳HRT为24h,相对应的OLR约为10.2kgCOD/m3·d。
加入管式超滤膜组成完整的AnMBR反应器后研究发现,运行效果有了一定的提升:进水COD浓度在10000mg/L,HRT为48h时,AnMBR对COD、BOD5的去除率在95％左右；AnMBR的气体产率为0.25L/(gCOD),甲烷产率约0.18LCH4/(gCOD),甲烷含量稳定在70％左右；进水COD浓度在10000mg/L时,最佳HRT在18h,相同HRT下AnMBR反应器的COD去除率比EGSB高10％左右,在达到85％的去除率条件下,AnMBR所需的HRT比EGSB缩短6h以上。
试验研究了膜污染状况和污染清洗效果,研究表明:操作压力对膜通量有影响,操作压力小于0.07MPa时,膜通量随操作压力的增加而增加,当操作压力大于0.1MPa时,膜通量随操作压力的增加而减小；根据膜通量的衰减曲线可以看出,膜污染大致分为两个阶段:膜表面污染和膜孔内部深层污染；采用四种不同方式对膜进行清洗,使用清水反冲洗+NaClO浸泡+HCl浸泡相结合清洗效果最好,膜通量可以恢复约90％。