姓名：李鹏 导师：李保安 研究员

日期： 2012-11-23

MABR 处理溢油海水的研究MABR 处理溢油海水的研究

学生姓名： 李鹏指导老师：李保安 研究员学 号： 2011207301日 期： 2012 年 11 月 23日

主要内容

1 、课题背景课题背景2 、研究现状研究现状

3 、研究目的

4 、实验要点实验要点

5 、研究思路

原油泄漏对海洋的污染

近海石油开发和频繁的海上运输，在给人类带来巨大经济利益的同时，也对海洋环境造成极大威胁。几乎每年都要发生一次万吨以上的油轮溢油事故，其损失触目惊心，造成的生态灾难更是难以估量。

图一：石油废水污染

溢油海水简述

• 1 、引起大面积海域严重缺氧，致使大量鱼虾、海鸟死亡• 2 、浮油被海浪冲到海岸，造成海滩荒芜，破坏海产养殖和盐田生产，污染、毁坏滨海旅游区。• 3 、若清理不及时，还易发生爆炸和火灾

危害！

海洋石油污染的来源

溢油海水简述大类别处理方法 小类别名称 说明物理法

围栏法 对急流溢油的拦截、围控、回收是行之有效的撇油器法 适用范围广，收油效果好，抗风等级高吸油材料法 让浮油吸附在一个运动的表面上，然后被带出水面活性炭吸附 用物理截留方式除去水中油微粒

化学法 现场燃烧 在溢油现场燃烧漂浮在水面上的油，但产生二次染染分散剂 用来减少溢油与水之间的界面张力 , 从而使油迅速，

乳化分散在水中生物法 生物降解法 应用微生物治理石油烃类物质的污染，较物理或化 学方法成本低、无污染、效率高

目前溢油的处理方法

采油废水处理方法 随着膜技术的进步，膜质量不断提高且造价降低，膜技术已应用到废水处理的各个领域 一种新型废水处理工艺

——膜曝气生物反应器（MABR）• 由于其独特的结构，具有很多其他处理方法不具备的优点，是溢油海水处理的一个新的研究方向

MABR 简介气体分离膜技术

生物膜法处理技术

MABR

一体式 分置式重点

MABR 简介——工艺流程简图

预处理完进水

MABR

储气罐

空气压缩机

蠕动泵

DO 测定仪

后续处理

图二： MABR 工艺流程简图

MABR简介——作用机理生物膜的形成机理

MABR简介——作用机理

图三： MABR 剖面效果及作用机理

MABR 简介——优势

MABR 简介——与其他技术的集成以 MABR 为核心工艺，与其他相关工艺结合以解决传统方法难以解决的问题

主要研究内容与目的

研究思路

整体优化

研究思路——预处理优化• 在进行 MABR 生物降解前，添加一个膜分离装置，膜孔大小约为 0.01μm ，用真空泵将溢油海水通过微孔膜抽出，对海水进行分离，使一些悬浮物和大分子的有机物被截留，从而减轻

MABR 处理的负担，提高整体的处理效果。

研究思路—— MABR 过程优化

通过实验，选择最佳工况来达到处理效果最佳C/N比值

反应周期 循环流速生物膜性能优化

中空纤维膜性能改造

2013.04-2013.08 研究 MABR 的机理，及中试规模装置的测试实验2013.09-10 小论文的撰写与修改

2013.11-2014.01毕业论文的撰写与修改

2012.10 驯化生物膜2012.11 预处理、 MABR 工艺以及后续处理之间关系的研究2012.11-2013.03 探索循环流速、曝气压力、反应周期、pH等参数对 MABR 处理效果的影响

研究规划

后期 探索多反应器组合工艺及其相关参数对处理效果的影响

主要参考文献1. 李保安 , 闫庆元 , 于文志 , 魏昕 , 王纪孝 . 无泡曝气膜生物反应器去除生活污水有机物的研究 . 膜科学与技术 . 2009;29(006):56-60.2. 张剑 . MABR 处理模拟采油废水的研究 . 天津大学 .3. 郭宏山 , 炼油废水处理的现状 , 问题及对策 . 化工环保 , 2010(002).4. 郭书海 and 白玉兴 , 高浓度超稠油乳化段废水前处理工艺研究 . 环境科学研究 , 2002. 15(1): p. 1-4.5. 王婷，蜡状芽袍杆菌修复重金属及多溴联苯醚复合污染的研究，暨南大学硕士论文， 2007 6. 张锁兵 , et al., 油田采油污水处理用絮凝剂研究进展 ( 一 ). 内蒙古石油化工 , 2010. 36(006): p. 83-84.7. 魏昕，新型 MABR 的设计及其去除有机物和氮素特性的研究，硕士学位论文，天津大学， 2009 8. 于洸 , et al., 新型高分子絮凝剂处理含油废水的研究 . 北京理工大学学报 , 2003. 23(002): p. 260-264.9. 胡亦锋 and 郑易捷 , 聚合氯化铝和聚丙烯酰胺在炭灰废水中的应用 . 科技创新导报 , 2009(029): p. 84-84.10.Casey, E., B. Glennon, and G. Hamer, Review of membrane aerated biofilm reactors. Resources, conservation and recycling, 1999. 27(1): p. 203-215.11.Casey, E., B. Glennon, and G. Hamer, Biofilm development in a membrane-aerated biofilm reactor: effect of intra-membrane oxygen pressure on performance. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2000. 23(5): p. 457-465.12.Casey, E., B. Glennon, and G. Hamer, Biofilm development in a membrane‐aerated biofilm reactor: Effect of flow velocity on performance. Biotechnology and bioengineering, 2000. 67(4): p. 476-486.13.Pankhania, M., K. Brindle, and T. Stephenson, Membrane aeration bioreactors for wastewater treatment: completely mixed and plug-flow operation. Chemical engineering journal, 1999. 73(2): p. 131-136.14.Brindle, K., T. Stephenson, and M.J. Semmens, Nitrification and oxygen utilisation in a membrane aeration bioreactor. Journal of Membrane Science, 1998. 144(1): p. 197-209.15.Wei, X., et al., COD and nitrogen removal in facilitated transfer membrane-aerated biofilm reactor (FT-MABR). Journal of Membrane Science, 2012. 389: p. 257-264.16.Lackner, S., et al., Nitritation performance in membrane-aerated biofilm reactors differs from conventional biofilm systems. Water Res, 2010. 44(20): p. 6073-84.17.Matsumoto, S., A. Terada, and S. Tsuneda, Modeling of membrane-aerated biofilm: Effects of C/N ratio, biofilm thickness and surface loading of oxygen on feasibility of simultaneous nitrification and denitrification. Biochemical Engineering Journal, 2007. 37(1): p. 98-107.