UAFB-缺氧—好氧MBR组合工艺处理生活污水效能的研究

【摘要】： 面对能源危机、水资源紧缺等问题,生活污水资源化利用已经成为社会发展的趋势之一。为了同时达到从生活污水中回收能源性气体和深度处理生活污水的目的,试验采用升流式厌氧污泥固定床(Up-flow Anaerobic Fixed Bed,UAFB)-缺氧-好氧膜生物反应(Membrane Bioreactor,MBR)组合工艺处理生活污水。 试验重点研究了不同HRT和温度对UAFB转化有机物途径的影响、不同有机负荷和HRT对缺氧-好氧MBR运行效能的影响,以及组合工艺在优化参数条件下耦合运行时对生活污水的处理效能,包括能源性气体的产生效能、对污染物质的处理效能、以及对污泥浓度的控制。 不同HRT和温度主要通过影响产甲烷菌的活性,对UAFB转化有机物途径产生影响,研究结果表明,HRT为3h时UAFB将生活污水中溶解性有机物转化为气态CH4与VFAs的比例相当,而且HRT=3h、温度20℃的条件下,出水COD为170mg/L,其中VFAs总量可以达到58.07mg/L,消化气体产生量为1.61L/d,为各试验条件下的最大值。 不同进水有机负荷和HRT都会不同程度的影响缺氧-好氧MBR运行的效能,其中不同进水有机负荷是在水质耦合的基础上,以UAFB不同HRT条件下运行为依托进行,进水有机负荷的增加会提高系统对COD的去除率,而稳定高效去除NH+4-N的有机负荷条件为0.072gCOD/gMLSS,研究中同时发现,HRT=2.5h时,系统对COD、NH+4-N和三氮和的去除效率分别为89.99%、99.93%和63.03%,为不同HRT条件下的最佳值。 UAFB-缺氧-好氧MBR组合工艺在温度20℃、HRT为9.5h的条件下耦合运行时,消化气体产生量为1.55L/d,COD去除率为93.28%,NH+4-N去除率为90.60%,UAFB出水VFAs总量54.74mg/L,相应NO-3-N的积累率为45.19%,TN去除率为45.51%。另外,通过基于某污水处理厂的经济评价可知,拟建组合工艺污水处理厂基建投资与该污水处理厂(处理工艺为CAST)相比多47.54%,运行费用多51.08%,利用甲烷发电所回收的价值为运行费用5.4%,而污水回用的价值约为年运行费用的2.54倍,因此污水回用将是污水处理厂创造价值的一个主要平台,也将是今后污水处理厂发展的一个重要方向。 【关键词】：生活污水 UAFB MBR 甲烷回收 深度处理
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 厌氧工艺处理生活污水的研究10-12
• 1.3 MBR的发展与应用12-14
• 1.4 厌氧-好氧组合工艺处理生活污水的应用研究14-15
• 1.5 研究目的及意义15-16
• 1.6 主要研究内容16-18
• 1.6.1 UAFB转化有机物途径分析16
• 1.6.2 缺氧-好氧MBR运行效能研究16-17
• 1.6.3 UAFB-缺氧-好氧MBR组合工艺处理生活污水运行效能研究17-18
• 第2章 试验材料与方法18-23
• 2.1 试验材料18-19
• 2.1.1 试验装置18-19
• 2.1.2 试验用水及水质19
• 2.1.3 污泥来源19
• 2.2 试验方法19-23
• 2.2.1 水质分析项目与方法19-20
• 2.2.2 消化气体的分析方法20-21
• 2.2.3 分子生物学分析方法21-23
• 第3章 UAFB转化有机物途径分析23-46
• 3.1 UAFB的启动24
• 3.2 HRT对UAFB转化有机物途径的影响24-31
• 3.2.1 HRT对COD降解情况的影响24-26
• 3.2.2 HRT对有机物转化为VFAs的影响26-27
• 3.2.3 HRT对有机物转化为厌氧消化气体的影响27-29
• 3.2.4 UAFB的COD平衡分析29-31
• 3.3 温度对UAFB转化有机物途径的影响31-45
• 3.3.1 温度对COD降解情况的影响32-33
• 3.3.2 温度对有机物转化为VFAs的影响33-35
• 3.3.3 温度对有机物转化为消化气体的影响35-36
• 3.3.4 温度条件下COD平衡分析36-39
• 3.3.5 不同温度下UAFB中微生物群落结构的变化39-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 缺氧-好氧MBR运行效能研究46-66
• 4.1 缺氧-好氧MBR的启动46
• 4.2 不同有机负荷对缺氧-好氧MBR运行效果的影响46-58
• 4.2.1 对COD去除效果的影响47-49
• 4.2.2 对氮素脱除效果的影响49-53
• 4.2.3 对MBR中污泥浓度增长的控制53-54
• 4.2.4 对MBR中微生物群落结构的影响54-58
• 4.3 不同HRT对缺氧-好氧MBR运行效能的影响58-65
• 4.3.1 对COD去除效果的影响58-59
• 4.3.2 对氮素脱除效果的影响59-62
• 4.3.3 对MBR中污泥浓度增长的控制62-63
• 4.3.4 对MBR中微生物群落结构的变化63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 组合工艺耦合运行效能分析66-82
• 5.1 组合工艺回收能源性气体的分析66-68
• 5.2 组合工艺深度处理生活污水效能研究68-75
• 5.2.1 对污染物去除效果分析68-74
• 5.2.2 对污泥浓度的控制74-75
• 5.3 组合工艺处理生活污水的经济评价75-81
• 5.3.1 土建部分77-78
• 5.3.2 工艺部分78
• 5.3.3 电气部分78-79
• 5.3.4 运行费用79
• 5.3.5 回收价值79-81
• 5.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-89
• 攻读学位期间发表的学术论文89
• 攻读学位期间的发明专利89-91
• 致谢91

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