改装MBR工艺对处理城市污水的特性研究

【摘要】：近来随着化肥、农药和洗涤剂等的广泛应用,氮磷的污染以及水体富营养化日趋严重,生物脱氮除磷工艺将得到较大应用和发展。膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)作为一种新型高效的污水处理技术日益受到各国研究者的关注。与传统生物处理技术相比较,MBR工艺具有出水水质好且可直接回用、设备占地面积小、便于自控、活性污泥浓度高和剩余活性污泥产量低等优点。经过几十年的发展,MBR已在城市污水和工业废水的处理与回用方面成为一种很有吸引力和竞争力的选择,并被视为“最佳实用技术”(best available technology)。 目前MBR在国内外的研究发展很快,但自身脱氮率仅为50%-70%；在除磷方面,效果也不是很理想,很多都要对膜生物反应器的出水进行化学处理才能满足相应的污水排放标准。本试验研究了一种新型的MBR工艺处理城市生活污水的效果,经过长时间的运行,考察了改装MBR工艺对污水各个指标的处理效果,由此来控制运行参数对试验进行合理的优化。具体考察出水水质和和反应器上清液的COD、NH4+-H、TP、TN等指标的去除效果,使其达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)对污水回用水质的要求。 研究结果表明,在实验进行的过程中,进水的温度、pH、DO、SRT、回流比、HRT和设备正常运行等条件对整个去除效果产生很大影响。通过考察SRT的改变对系统去除效果的影响,得到合适的参数。改装MBR工艺是在MBR工艺前加设厌氧池,这样能解决去除氮和磷在污泥龄上的矛盾,同时使脱氮除磷的效果达到污水排放标准。对膜生物反应器中填料的比例和加设厌氧池容积的影响进行了研究,回流比对系统的处理效果进行了分析,得出了MBR改装反应器参数的控制的最佳值：SRT设定为18d、HRT为6h、回流比设定为1.5、DO为1.5mg/L时,处理效果最佳。 通过对实验沿程的研究,得到了各个反应区对物质的具体去除效果,指出实验中存在的不足。最后,对改装MBR工艺进行经济效益分析。分析得出,该反应器还有更好利用空间,通过改变设置,可能达到更好的处理效果。无论从经济效益还是社会效益上本工艺都有巨大的利用价值和可行性。 【关键词】：膜生物反应器 脱氮除磷 厌氧池 城市污水处理 回流比
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题的提出13-14
• 1.1.1 课题提出的背景13-14
• 1.1.2 课题提出的意义14
• 1.2 课题研究的内容及目的14-17
• 1.2.1 研究的内容14-15
• 1.2.2 研究的目的15-17
• 第二章 文献综述17-29
• 2.1 膜生物反应器(MBR)的概况17-22
• 2.1.1 MBR的简介17
• 2.1.2 MBR的原理17
• 2.1.3 MBR的分类及特点17-21
• 2.1.4 改装MBR工艺的特点21-22
• 2.2 MBR技术在国内外的发展现状与应用22-25
• 2.2.1 国外MBR的发展22
• 2.2.2 国内MBR的发展22-23
• 2.2.3 国内外MBR的应用23-24
• 2.2.4 MBR技术未来的研究方向24-25
• 2.3 MBR工艺中存在的问题25-29
• 2.3.1 膜污染及控制25-26
• 2.3.2 脱氮除磷26
• 2.3.3 污泥粒径小26
• 2.3.4 污泥活性低26-27
• 2.3.5 整体投资高27
• 2.3.6 运行成本高27
• 2.3.7 需要与其他工艺联用27-29
• 第三章 实验装置及分析方法29-39
• 3.1 实验装置及流程29-32
• 3.1.1 实验的装置29-30
• 3.1.2 工艺流程及设计理论30-32
• 3.2 实验水质及水质标准32
• 3.2.1 实验水质32
• 3.2.2 水质标准32
• 3.3 实验项目及方法32-34
• 3.3.1 实验项目32-33
• 3.3.2 实验方法33-34
• 3.4 反应器中的填料与膜组件34-39
• 3.4.1 填料的选择34-35
• 3.4.2 膜组件选择及性能参数35-39
• 第四章 实验的启动及效果分析39-47
• 4.1 实验的启动39-41
• 4.1.1 污泥驯化及挂膜的过程39-40
• 4.1.2 驯化期间COD的变化40
• 4.1.3 驯化期间NH_4~+-N的变化40-41
• 4.2 实验的处理效果41-46
• 4.2.1 COD的处理效果分析41-42
• 4.2.2 NH_4~+-N的处理效果分析42-44
• 4.2.3 TN的处理效果分析44-45
• 4.2.4 TP的处理效果分析45-46
• 4.3 小结46-47
• 第五章 环境因素对反应器效果的影响47-67
• 5.1 温度对处理效果的影响47-49
• 5.1.1 温度对COD处理效果的影响47-48
• 5.1.2 温度对NH_4~+-N、TN处理效果的影响48-49
• 5.1.3 温度对TP处理效果的影响49
• 5.2 pH值对处理效果的影响49-52
• 5.2.1 pH值对COD处理效果的影响50
• 5.2.2 pH值对NH_4~+-N、TN处理效果的影响50-51
• 5.2.3 pH值对TP处理效果的影响51-52
• 5.3 DO值对处理效果的影响52-55
• 5.3.1 DO对COD处理效果的影响53
• 5.3.2 DO对NH_4~+-N、TN处理效果的影响53-54
• 5.3.3 DO对TP处理效果的影响54-55
• 5.4 污泥停留时间(SRT)对处理效果的影响55-58
• 5.4.1 SRT对COD处理效果的影响56-57
• 5.4.2 SRT对NH_4~+-N、TN处理效果的影响57
• 5.4.3 SRT对TP处理效果的影响57-58
• 5.5 回流比对处理效果的影响58-61
• 5.5.1 回流比对COD的影响58-59
• 5.5.2 回流比对脱氮性能的影响59-60
• 5.5.3 回流比对TP处理效果的影响60-61
• 5.6 系统最佳水力停留时间HRT的确定61-64
• 5.6.1 HRT对COD处理效果的影响61-62
• 5.6.2 HRT对NH4+-N、TN处理效果的影响62-63
• 5.6.3 HRT对TP处理效果的影响63-64
• 5.7 填料的比例对系统脱氮除磷的影响64-65
• 5.8 小结65-67
• 第六章 经济技术分析与评价67-75
• 6.1 MBR工艺与传统污水处理工艺的比较67-69
• 6.1.1 投资比较67-68
• 6.1.2 单位回用成本比较68-69
• 6.2 改装MBR工艺的经济及成本分析69-74
• 6.2.1 工艺参数选择70
• 6.2.2 基建投资费70-71
• 6.2.3 运行费用71-74
• 6.3 小结74-75
• 第七章 结论与建议75-79
• 7.1 结论75-76
• 7.2 建议76-79
• 参考文献79-83
• 附图83-85
• 致谢85-87
• 发表的学术论文87

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