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复合膜生物反应器处理城市污水的试验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:53:13
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复合膜生物反应器处理城市污水的试验研究【摘要】:本文应用复合淹没式膜生物反应器(HSMBR)小试处理装置对西安市北石桥污水净化中心的城市污水进行了试验与回用研究。复合膜生物反应器是

【摘要】:本文应用复合淹没式膜生物反应器(HSMBR)小试处理装置对西安市北石桥污水净化中心的城市污水进行了试验与回用研究。复合膜生物反应器是在传统活性污泥反应器中直接投加载体,进而形成悬浮增长的活性污泥和附着增长的生物膜两种微生物共同承担生物降解的作用,复合生物反应器内安置了材质为聚偏氟乙烯(PVDF)、孔径为0.2μm的淹没式微滤(MF)膜组件,以实现固液分离的目的。 试验结果表明,HSMBR系统出水浊度小于1NTU,平均值为0.59NTU;出水中SS未检出,可满足任何回用水的要求。出水中色度值在9-39度之间,平均为30度,可基本上满足生活回用水对色度的要求。HSMBR系统滤后水中COD浓度为6.0-22.8mg/L,平均值为14.5mg/L,平均去除率达95.5%。 HSMBR工艺具有良好的脱氮除磷功效。试验研究证明,当原水中的NH_3-N浓度介于10.7-57.5mg/L(平均值35.6mg/L)时,系统出水NH_3-N浓度在0.1-1.6mg/L之间,其平均去除率为97.8%;系统出水TN浓度在8.2-20.0mg/L之间(平均值为13.6mg/L),其平均去除率为71.7%;系统出水TP浓度在0.33-2.7mg/L之间(平均值为1.22mg/L),其平均去除率为72.5%。与传统好氧的活性污泥MBR相比,HSMBR工艺具有良好的脱氮除磷能力。 同时,HSMBR系统采用间歇式过滤措施可长时间连续运行而无需进行任何反洗。试验显示,在运行初期的50天内,由于标准膜孔堵塞和滤饼层形成的发生,跨膜压差(TMP)由2kPa增长至18kPa;之后,膜污染保持动态的稳定过程,TMP几乎不再变化。试验结果表明,淹没式膜生物反应器底部曝气形成的紊流态产生水力剪切力使膜丝处于抖动状态,避免了污泥颗粒在膜表面和膜孔内的过多积累,进而减缓了膜污染发生的速度。 通过研究,得出结论:(1)HSMBR系统可有效去除SS、COD和色度,满足回用水对水质的要求;(2)HSMBR工艺较传统膜生物反应器具有良好的生物硝化反硝化作用,可完成同步的有机物、氮和磷的去除;(3)HSMBR系统可有效地减缓膜污染程度的发生,长时间连续运行而无需对膜组件进行反冲洗。 【关键词】:淹没式膜生物反应器 复合工艺 生物载体 污水处理 回用
【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】:2005
【分类号】:X703.3
【目录】:
  • 第1章 绪论9-14
  • 1.1 问题的提出9-11
  • 1.1.1 传统膜生物反应器的特点及其存在的问题9-11
  • 1.1.2 复合膜生物反应器的产生11
  • 1.2 课题研究的目的和意义11-12
  • 1.3 课题来源及研究内容12-14
  • 1.3.1 课题来源12
  • 1.3.2 研究内容12-14
  • 第2章 复合淹没式膜生物反应器污水处理技术与理论14-24
  • 2.1 膜生物反应器的组成与构型14-16
  • 2.1.1 膜生物反应器的组成14-15
  • 2.1.2 膜生物反应器的构型15
  • 2.1.3 膜分离技术原理15-16
  • 2.2 膜生物反应器污水处理技术的进展16-20
  • 2.2.1 工艺构型16-18
  • 2.2.2 操作条件及性能18-20
  • 2.3 复合生物反应器污水处理技术及其理论的发展20-23
  • 2.3.1 复合生物反应器污水处理技术及其理论的进展20-21
  • 2.3.2 复合生物反应器污水处理技术的特点21-23
  • 2.4 复合膜生物反应器的发展状况及研究的意义23-24
  • 第3章 实验装置及方法24-30
  • 3.1 实验材料与方法24-27
  • 3.1.1 工艺流程24-25
  • 3.1.2 淹没式MF膜组件25-26
  • 3.1.3 K1型Kaldnes悬浮生物载体26-27
  • 3.2 试验条件27
  • 3.3 分析方法27-28
  • 3.4 试验安排28-30
  • 3.4.1 复合淹没式MBR用于污水回用的试验28
  • 3.4.2 复合淹没式MBR处理城市污水的特性分析28-29
  • 3.4.3 膜污染分析29-30
  • 第4章 复合淹没式膜生物反应器处理城市污水回用的功效30-52
  • 4.1 污水回用标准30
  • 4.2 HSMBR工艺生物降解特性30-38
  • 4.2.1 对物理化学指标的去除30-32
  • 4.2.1.1 浊度物质的去除30-31
  • 4.2.1.2 色度物质的去除31-32
  • 4.2.2 对有机污染物的去除32-34
  • 4.2.2.1 BOD_5的去除32-33
  • 4.2.2.2 COD的去除33-34
  • 4.2.3 对营养物的去除34-36
  • 4.2.3.1 NH_3-N的去除34
  • 4.2.3.2 总氮(TN)的去除34-35
  • 4.2.3.3 总磷(TP)的去除35-36
  • 4.2.4 对细菌的去除36
  • 4.2.5 抗冲击负荷能力36-38
  • 4.2.5.1 COD有机负荷的影响36-37
  • 4.2.5.2 HRT的影响37-38
  • 4.3 HSMBR系统中的微生物38-42
  • 4.3.1 微生物相组成38-41
  • 4.3.2 悬浮相和附着相微生物组成比较41-42
  • 4.3.3 HSMBR系统微生物组成的特点42
  • 4.4 HSMBR系统同时硝化反硝化的特性42-47
  • 4.4.1 HSMBR系统同时硝化反硝化功效42-46
  • 4.4.2 氮负荷率对硝化反硝化的影响46-47
  • 4.4.3 有机负荷率对生物脱氮的影响47
  • 4.5 HSMBR生物除磷特性47-48
  • 4.5.1 生物除磷功效47
  • 4.5.2 TP负荷率与TP去除率的关系47-48
  • 4.5.3 有机负荷率对TP去除率的影响48
  • 4.6 同时硝化反硝化机理48-50
  • 4.6.1 微环境理论48-49
  • 4.6.2 生物膜的传质与扩散模式49-50
  • 4.7 HSMBR系统与氧化沟+混凝+沉淀+过滤系统出水水质比较50
  • 4.8 小结50-52
  • 第5章 复合淹没式膜生物反应器的膜污染及控制技术52-60
  • 5.1 淹没式MBR长期连续运行中的膜污染特征52-53
  • 5.2 操作条件对膜污染的影响53-56
  • 5.2.1 MLSS浓度对膜污染的影响53
  • 5.2.2 TMP对膜污染的影响53-54
  • 5.2.3 曝气强度对膜污染的影响54-55
  • 5.2.4 间歇过滤周期对膜污染的影响55-56
  • 5.3 膜污染的控制措施56-59
  • 5.3.1 空曝气对膜污染的影响56-57
  • 5.3.2 水力反洗对膜污染的影响57-58
  • 5.3.3 化学清洗对膜污染消除的影响58-59
  • 5.4 小结59-60
  • 第6章 结论与建议60-62
  • 6.1 结论60-61
  • 6.2 建议61-62
  • 致谢62-63
  • 参考文献63-65
  • 攻读硕士期间发表的论文65


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