组合曝气复合MBR处理高速公路服务区污水试验研究

【摘要】：针对目前我国大多数高速公路服务区存在污水处理设施未正常运行，或是处理效果不理想、出水水质未达到国家排放标准，污染服务区周边环境、居民反应强烈等问题，本文提出了采用组合曝气复合膜生物反应器（MBR）工艺处理高速公路服务区污水的试验研究。并对组合曝气复合MBR工艺应用于高速公路服务区污水处理及中水回用工程进行了技术经济分析。试验研究得出的结果及结论主要有： （1）组合曝气复合MBR的启动及调试试验表明：活性污泥接种、培养和驯化至20天达到稳定运行，出水水质到达《城市污水再生利用·城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准，出水总磷未满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中二级标准。微生物镜检发现活性污泥中存在大量的菌胶团和丝状菌、种类繁多的原生动物和一定数量的后生动物，表明净化水质好，食物链长、系统稳定。 （2）组合曝气复合MBR正交试验中，分析抽停比、MLSS、HRT、气水比四个因素对COD_(Cr)、NH_3-N、TP和浊度去除率的影响，得出污水处理效果好的最佳运行参数为：抽停比为7min:3min，MLSS为6~9g/L，HRT为10h，气水比为20:1。 （3）投加悬浮填料构成的组合曝气复合MBR进行挂膜及运行试验中，各污染物的去除情况都优于一体式MBR，比不投加悬浮填料运行时的处理效果也有所提高。出水水质优于《城市污水再生利用·城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准。 （4）通过清水比通量实验和“流量阶梯法”分别测出纯膜阻力为14.047×10~(11)m~(-1)和临界膜通量为25~30L/(m~2·h)。膜污染防治研究得出：缩短抽吸时间和延长停抽时间，能减缓膜污染，最佳抽停时间比为7min:3min。膜通量越大，跨膜压力（TMP）上升速率越快，膜污染发展越快，得出最佳膜通量为10.47L/(m~2·h)。增大曝气量能减缓膜污染，但曝气量太大亦会产生不利因素且增加能耗，得出最佳曝气强度为176.5L/(m~2·h)。 （5）膜污染控制研究得出：水冲洗对膜污染改善比较明显，但仅能去除膜外部污染即滤饼层，无法去除膜孔的吸附、堵塞等膜内部污染。空曝气可有效降低TMP，暂时恢复膜通量；也仅能去除部分膜面附着的污泥层，亦无法去除膜内部污染。去除膜内部污染可采用化学清洗的方法。 （6）以服务区规模为200m~3/d的污水处理及中水回用工程为例进行经济分析，得出能耗为0.55KW·h/m~3污水，运行费用为0.349元/m~3污水。社会环保效益分析，得出污染物减排量：COD_(Cr)为20.21t/a，NH_3-N为1.72t/a，TP为0.25t/a，SS为10.95t/a。 【关键词】：组合曝气 复合MBR 高速公路服务区 污水处理 膜污染
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703;X734
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 高速公路服务区污水处理概况9-13
• 1.1.1 高速公路及服务区建设情况9
• 1.1.2 高速公路服务区污水9-11
• 1.1.3 高速公路服务区污水处理情况11-12
• 1.1.4 高速公路服务区污水排放及中水回用水质标准12-13
• 1.2 课题的提出13-14
• 1.3 课题的来源、目的及意义14-15
• 1.3.1 课题的来源及调研14-15
• 1.3.2 课题研究目的及意义15
• 1.4 课题研究内容15-16
• 1.5 研究技术路线16-17
• 第二章 MBR 工艺及高速公路服务区污水处理技术综述17-23
• 2.1 MBR 工艺简介17-19
• 2.1.1 MBR 在国外的研究进展17-18
• 2.1.2 MBR 在国内的研究进展18-19
• 2.1.3 MBR 在中水回用中的研究进展19
• 2.2 MBR 膜污染的研究进展19-20
• 2.3 高速公路服务区污水处理技术介绍20-22
• 2.3.1 地埋式一体化污水处理设备20
• 2.3.2 A/O 工艺20
• 2.3.3 SBR 工艺20-21
• 2.3.4 污水生态处理技术21-22
• 2.4 MBR 在高速公路服务区污水处理中的应用情况22-23
• 第三章 试验材料与方法23-29
• 3.1 试验装置与工艺流程23-27
• 3.1.1 试验装置23-25
• 3.1.2 工艺流程25-26
• 3.1.3 配套设备26-27
• 3.2 试验原水27
• 3.3 试验测试项目与分析方法27-29
• 第四章 组合曝气复合 MBR 的启动及调试29-38
• 4.1 活性污泥的培养驯化29-30
• 4.2 调试期间污染物去除情况30-33
• 4.2.1 有机物的去除30-31
• 4.2.2 氨氮的去除31-32
• 4.2.3 总磷的去除32
• 4.2.4 浊度的去除32-33
• 4.3 组合曝气复合 MBR 中微生物的组成33-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 组合曝气复合 MBR 正交试验及运行的影响因素研究38-56
• 5.1 正交试验设计38-41
• 5.1.1 正交试验介绍38
• 5.1.2 确定试验指标、挑因素、选水平38-41
• 5.1.3 正交表试验安排41
• 5.2 正交试验结果与分析41-51
• 5.2.1 有机物去除效果的正交试验分析41-44
• 5.2.2 氨氮去除效果的正交试验分析44-46
• 5.2.3 总磷去除效果的正交试验分析46-49
• 5.2.4 浊度去除效果的正交试验分析49-51
• 5.3 组合曝气复合 MBR 与一体式 MBR 的处理效果对比试验51-55
• 5.3.1 组合曝气复合 MBR 挂膜及运行51-52
• 5.3.2 有机物的去除效果比较52-53
• 5.3.3 氨氮的去除效果比较53
• 5.3.4 总磷的去除效果比较53-54
• 5.3.5 浊度的去除效果比较54-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 组合曝气复合 MBR 的膜污染防治与控制研究56-65
• 6.1 膜污染机理56-57
• 6.2 膜污染影响因素及防治措施57-62
• 6.2.1 膜材料的性质57-58
• 6.2.2 操作及运行方式58-62
• 6.2.3 混合液污泥性质62
• 6.3 膜污染控制方法62-64
• 6.3.1 物理清洗63
• 6.3.2 化学清洗63-64
• 6.4 本章小结64-65
• 第七章 技术经济分析65-68
• 7.1 技术分析65
• 7.2 经济分析65-66
• 7.3 社会效益66-68
• 第八章 结论与建议68-70
• 8.1 结论68-69
• 8.2 建议69-70
• 参考文献70-75
• 个人简历 在读期间发表的学术论文75-76
• 致谢76

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