复合式膜生物反应器处理校园生活污水中试研究

【摘要】：本文应用复合式膜生物反应器(HMBR)处理校园生活污水并进行了系统的实验研究。与常规MBR相比，复合式膜生物反应器在反应器内投加填料，使反应器内同时存在悬浮生长和附着生长的微生物，两者共同负责降解有机物，脱氮除磷能力大大提高。本中试实验在西安思源污水处理厂进行，针对HMBR中的污染物去除效果、胞外聚合物(EPS)的提取与分析方法、活性污泥特性以及膜污染控制等方面进行了实验研究。 1.通过5个多月的连续监测结果表明：HMBR运行稳定，抗冲击负荷能力强。在低负荷下运行时，对COD、TOC、UV_(254)和氨氮都有很好的去除效果，平均去除率分别为90.63%、98.8%、40.41%和98.43%。HMBR脱氮除磷效果受原水有机负荷的影响较大，对TN和TP的平均去除率也达到了33.18%和30.49%。对色度的平均去除率为97.18%，对浊度的去除率接近100%，出水浊度几乎检测不出。通过生物处理和膜过滤作用，出水中细菌总数及粪大肠菌数满足《城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）的要求，出水经过消毒后，可以安全回用。 2.采用高速离心法、超声法、阳离子交换树脂法(CER)、加热法四种方法提取复合式膜生物反应器中EPS，利用化学分析方法结合三维荧光光谱法(EEM)和凝胶渗透色谱法(GPC)对四种方法进行评价。结果表明，采用60℃，30min加热提取效果最好，而且对细胞破坏小。膜丝泥饼中BEPS比污泥混合液中BEPS总量高。比较混合液和泥饼中EPS的多糖/蛋白质比值发现，泥饼中BEPS的多糖/蛋白质值较大。 3.HMBR内同时存在着两相微生物，提高生物量的同时也改善了活性污泥的特性。HMBR中活性污泥絮体颗粒的平均粒径接近56.85μm，与文献中CMBR的絮体平均粒径相比增大了将近1倍。讨论了膜污染形成机理，运行中连续监测膜组件的跨膜压差（TMP），观察膜污染行为。采用调整反应器构造、优化运行条件、实施物理-化学清洗等方式，有效的控制了膜污染。反应器连续运行106天左右，才达到预设的化学清洗TMP值(20kPa)，一个清洗周期内dTMP/dt=0.2kPa/d。 【关键词】：复合式膜生物反应器 校园污水 胞外多聚物 污泥特性 膜污染
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 膜生物反应器的发展及特征10-22
• 1.1.1 膜生物反应器发展概况10-12
• 1.1.2 膜生物反应器的类型和特征12-15
• 1.1.3 膜生物反应器优缺点15-16
• 1.1.4 膜生物反应器的改进工艺16-17
• 1.1.5 复合式膜生物反应器17-20
• 1.1.6 膜污染防治研究现状20-22
• 1.2 课题的提出、来源及研究内容22-24
• 1.2.1 课题的来源22
• 1.2.2 课题的研究背景22-23
• 1.2.3 课题的研究内容23-24
• 2 实验装置及方法24-30
• 2.1 实验装置24-28
• 2.1.1 工艺流程24-25
• 2.1.2 膜组件25-27
• 2.1.3 生物填料27-28
• 2.2 实验方法28-29
• 2.3 原水水质29-30
• 3 复合式膜生物反应器对污染物的去除效果30-47
• 3.1 对污染物去除特性30-38
• 3.1.1 污水回用标准31
• 3.1.2 对 COD 的去除效果31-32
• 3.1.3 对 TOC 的去除效果32-33
• 3.1.4 对 UV_(254)的去除效果33-34
• 3.1.5 对 NH_3-N 的去除效果34
• 3.1.6 对 TN 的去除效果34-36
• 3.1.7 对 TP 的去除效果36
• 3.1.8 对色度的去除效果36-37
• 3.1.9 对浊度的去除效果37-38
• 3.2 对污染物去除沿程变化38-43
• 3.2.1 对 COD 去除沿程变化38-39
• 3.2.2 对 UV_(254)去除沿程变化39
• 3.2.3 对氨氮去除沿程变化39-40
• 3.2.4 对 TN 去除沿程变化40-41
• 3.2.5 对 TP 去除沿程变化41
• 3.2.6 对色度去除沿程变化41-42
• 3.2.7 对浊度去除沿程变化42
• 3.2.8 进出水分子量分布变化42-43
• 3.3 对细菌的去除43-44
• 3.3.1 对粪大肠杆菌的去除43-44
• 3.3.2 对细菌总数的去除44
• 3.4 HMBR 中微生物特征44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 复合式膜生物反应器中 EPS 特性研究47-55
• 4.1 HMBR 中 EPS 提取方法综合评价研究47-52
• 4.1.1 对 EPS 提取和检测方法47-48
• 4.1.2 EPS 提取方法评价48-52
• 4.2 HMBR 中 EPS 特性分析52-54
• 4.2.1 EPS 对 HMBR 的影响52-53
• 4.2.2 HMBR 中混合液和膜丝泥饼中 EPS 组成分析53-54
• 4.3 本章小结54-55
• 5 HMBR 中的污泥特性及膜污染浅析55-64
• 5.1 HMBR 中污泥特性分析55-59
• 5.1.1 悬浮污泥基本特性参数55-56
• 5.1.2 悬浮污泥中微生物活性研究56-59
• 5.1.3 悬浮污泥絮体粒径59
• 5.2 复合式膜生物反应器中膜污染浅析59-63
• 5.2.1 膜污染的机理研究59-60
• 5.2.2 膜污染的监测分析60-62
• 5.2.3 膜污染前后对比62-63
• 5.3 本章小结63-64
• 6 结论和建议64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 建议65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-73
• 在读期间的研究成果73

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