重力出流式动态膜生物反应器处理生活污水的研究

【摘要】： 在污水处理工艺中,膜生物反应器与传统的活性污泥法相比具有占地省、运行控制更灵活稳定、污泥浓度高、传氧效率高、污染物去除率高、出水水质好、剩余污泥量少等优点。但是其能耗高、膜组件造价昂贵和膜污染严重等缺点限制了其在实际中的应用。因此,结合我国具体国情,采用低能耗、低投资和能使膜污染降低的膜生物反应器是今后的发展方向。本课题采用自制重力出流式动态膜生物反应器(DMBR),有效节省了能耗;采用廉价的无纺布膜材料降低了膜组件成本;污泥在添加填料的生物反应区进行沉淀降低了膜污染,使该膜生物反应器处理生活污水的研究具有重要的实际意义。 本研究首先考察了该重力出流式DMBR在生活污水处理中的运行效果,并且考察有机负荷、DO、pH等因素的变化对系统运行效果的影响。研究表明,该反应器对COD、氨氮的去除率较高,出水水质良好,可达到生活杂用水标准;反应器耐冲击负荷能力较强,DO和pH在一定范围内变化对于COD的去除基本没有大的影响,但对氨氮去除影响较大。 对添加填料的复合式动态膜生物反应器(HDMBR)处理生活污水的运行效果进行研究表明,在填料填充比为40%的条件下,待重力出流式HDMBR系统达到稳定状态时,系统对COD、氨氮去除效果良好;由于膜的截留作用,出水COD浓度一直保持较低的水平,而膜对于氨氮本身并无截留作用;该HDMBR系统对总磷的去除率初期较好,后期有所降低;DO和pH在一定范围内变化对于COD的去除基本没有大的影响,但对氨氮去除影响较大。 本研究采用无纺布作为膜组件降低了成本;污泥在生物反应区沉淀后有效降低了污泥浓度,从而降低了膜污染;曝气能使膜表面及膜内孔道得以更新和恢复,从而对于膜通量的恢复提高具有一定作用,通过对曝气强度的优化研究可以得出,曝气量为3m~3/h时为最佳曝气量;通过对DMBR和HDMBR膜通量的对比研究可知HDMBR比DMBR的膜通量下降缓慢,且HDMBR后期的膜通量可以稳定在较高水平。 通过对膜清洗条件的研究可以看出采用自来水反冲洗-碱洗(0.2mol/LNaOH)1小时-酸洗(0.1mol/LHCl)1小时膜通量恢复较好。 研究表明该自制重力出流式动态膜生物反应器是一种符合我国基本国情的低投资、高效率、节能和操作简便的污水处理装置,具有较好的应用前景。 【关键词】：膜生物反应器 重力出流 生活污水 膜污染 膜清洗
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 污水回用是解决水资源危机的重要途径12-13
• 1.1.2 污水回用发展趋势13-14
• 1.2 膜技术14-16
• 1.2.1 膜技术定义、分类14-15
• 1.2.2 膜分离技术的特点15-16
• 1.3 膜生物反应器技术16-23
• 1.3.1 膜生物反应器的分类和特点16-19
• 1.3.2 膜生物反应器的研究进展19-22
• 1.3.3 膜生物反应器存在的问题22-23
• 1.4 本课题研究的意义及其内容23-25
• 1.4.1 研究的意义23
• 1.4.2 研究的内容23-25
• 第二章 重力出流式DMBR处理生活污水的研究25-40
• 2.1 试验装置和分析方法25-28
• 2.1.1 试验装置25-26
• 2.1.2 试验生活污水水质26
• 2.1.3 试验方法26-27
• 2.1.4 污水回用水标准27-28
• 2.2 MBR活性污泥的培养与驯化28-31
• 2.2.1 MBR活性污泥的培养28-29
• 2.2.2 培养驯化过程中生物相的变化29-31
• 2.3 系统长期运行的效果31-35
• 2.3.1 系统对SS的去除效果31
• 2.3.2 系统对COD的去除效果31-33
• 2.3.3 系统对氨氮的去除效果33-34
• 2.3.4 系统对总磷的去除效果34-35
• 2.4 控制运行条件对系统运行效果的影响35-39
• 2.4.1 有机负荷的改变对系统运行效果的影响35-36
• 2.4.2 DO对系统去除COD、氨氮效果的影响36-37
• 2.4.3 pH值对系统去除COD、氨氮效果的影响37-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 重力出流式HDMBR处理生活污水的研究40-51
• 3.1 试验装置及填料40-43
• 3.1.1 试验装置40-41
• 3.1.2 填料填充比的确定41-42
• 3.1.3 HDMBR中填料所固定的生物总量42-43
• 3.2 系统长期运行的效果43-46
• 3.2.1 系统对COD的去除效果43-44
• 3.2.2 系统对氨氮的去除效果44-45
• 3.2.3 系统对总磷的去除效果45-46
• 3.3 控制运行条件对系统运行效果的影响46-49
• 3.3.1 有机负荷的改变对HDMBR运行效果的影响46-47
• 3.3.2 DO对HDMBR去除COD、氨氮效果的影响47-48
• 3.3.3 pH值对HDMBR去除COD、氨氮的影响48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 重力出流式动态膜生物反应器的膜污染研究51-68
• 4.1 运行过程膜理论51-53
• 4.1.1 膜的性质51-52
• 4.1.2 膜的分离机理52-53
• 4.2 膜污染53-60
• 4.2.1 膜污染的形成机理53-55
• 4.2.2 膜污染的影响因素55-58
• 4.2.3 降低膜污染的措施58-59
• 4.2.4 膜清洗的方法59-60
• 4.3 重力出流式膜生物反应器动态膜污染的研究60-65
• 4.3.1 动态膜的结构分析60-61
• 4.3.2 延缓动态膜污染的研究61-65
• 4.4 动态膜清洗方法的研究65-67
• 4.4.1 清洗时间与浓度对通量的影响65-66
• 4.4.2 清洗过程选择66-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 结论和建议68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 建议69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 附录A: 原始试验数据75-87
• 附录B: 攻读硕士期间发表的论文87

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