浸没式微滤膜—氧化沟组合新工艺处理城市污水试验研究

【摘要】：通过实验室试验和现场试验，全面考察了浸没式微滤膜一氧化沟组合新工艺 对城市污水中的有机物、总氮、总磷、重金属和细菌的去除特性及其影响因子： 考察了新工艺运行的稳定性能；研究了新工艺中活性污泥混合液的性状；对膜污 染及其防治技术进行了探讨；建立了新工艺的稳态和非稳态数学模型。 试验结果表明，浸没式微滤膜一氧化沟组合新工艺对城市污水中的有机物和 重金属均有良好的去除效果，对CODcr、BOD_5、 DOC、铁、锰和六价铬的去除率 分别达到90％、96％、75％、90％、88％和86％。不投加混凝剂时，对总磷的去除 率为50％，投加硫酸铝混凝剂后，对总磷的去除率可达85％。出水浊度在1NTU 以下，溶解性总固体小于100mg／L，细菌和大肠杆菌含量较少，经过消毒后水质 可达《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB／T18920-2002) 和《城市污水再生利 用景观环境用水水质》(GB／T18921-2002) 标准。 通过有机物分子量检测表明，氧化沟对有机物的去除起着主要作用，微滤膜 对分子量大于4K的有机物有很高的去除率，出水中的有机物大部分都是小分子有 机物。新工艺有很强的抗冲击负荷能力；在城市污水进水水质波动的情况下，工 艺出水水质保持稳定；停止运行一段时间后工艺能很快地恢复其处理能力。曝气／ 停曝时间比例和水力停留时间(HRT)等因子对浸没式微滤膜一氧化沟组合新工 艺脱氮效果有较大的影响。当曝气／停曝时间比例为3：1、 HRT为4h时，氨氮的 去除率在95％以上，总氮的去除率为80％，进一步增加水力停留时间，不能明显 提高新工艺对氨氮的去除率。投加混凝剂可以显著提高工艺对磷的去除效率。工 艺系统内单位质量污泥活性较低，污泥颗粒细小，丝状菌较多，污泥沉降性能较 差，但并不影响工艺出水水质。运行过程中过膜阻力不断增长，需定期对膜进行 清洗，水力清洗可以满足要求，间歇出水方式可以缓解膜污染，膜表面附着的由 污泥颗粒、微生物及其代谢产物形成的凝胶层是造成膜污染的主要因素。运用数 学模型可以对工艺在稳态和非稳态下的运行情况和影响工艺稳定性能的操作参数 进行模拟和评价。 【关键词】：城市污水 微滤膜 氧化沟 非稳态数学模型
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 插图索引9-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-22
• 1．1 课题背景12-13
• 1．2 膜生物反应器概述13-19
• 1．2．1 膜生物反应器发展历史13-14
• 1．2．2 膜生物反应器的组成14-15
• 1．2．3 膜组件及其对污染物去除的强化作用15-17
• 1．2．4 MBR中生物反应器的特点17-18
• 1．2．5 膜生物反应器的特点和发展趋势18-19
• 1．3 本课题的提出和技术路线19-20
• 1．4 本课题研究内容和研究方案20-22
• 第2章 试验装置和试验方法22-26
• 2．1 试验装置和运行参数22-24
• 2．2 试验原水水质24-25
• 2．3 检测项目及检测方法25-26
• 第3章 新工艺处理城市污水的特性26-42
• 3．1 新工艺对有机物的去除特性27-32
• 3．1．1 新工艺对 CODcr、BOD_5、DOC的去除效果27-29
• 3．1．2 新工艺对不同分子量有机物的去除特性29-32
• 3．2 新工艺的硝化与脱氮性能32-38
• 3．2．1 新工艺对氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的去除效果32-35
• 3．2．2 曝气、停曝时间比例对硝化与脱氮效果的影响35-36
• 3．2．3 水力停留时间对硝化与脱氮效果的影响36-38
• 3．3 新工艺的除磷性能38-40
• 3．3．1 新工艺生物除磷性能38-39
• 3．3．2 新工艺化学除磷性能39-40
• 3．4 新工艺对重金属和细菌的去除特性40-42
• 第4章 新工艺运行稳定性研究42-47
• 4．1 新工艺抗冲击负荷能力42-45
• 4．2 运行中断对新工艺的影响45-47
• 第5章 新工艺中污泥混合液特性47-51
• 5．1 活性污泥增长特性47-48
• 5．2 污泥沉降性能与污泥活性48-49
• 5．3 活性污泥的组成与结构49-51
• 第6章 微滤膜污染及其防治技术51-56
• 6．1 膜污染现象及其数学表达51-53
• 6．2 过膜阻力变化和膜清洗技术53-54
• 6．3 新工艺微滤膜表面污染特性54-55
• 6．4 间歇出水运行方式对膜污染的影响55-56
• 第7章 新工艺生物处理数学模式56-68
• 7．1 新工艺稳态模型56-59
• 7．1．1 基质降解模型56-58
• 7．1．2 污泥增长模型58-59
• 7．2 新工艺非稳态模型59-68
• 7．2．1 非稳态模型的建立59-60
• 7．2．2 非稳态模型的应用60-66
• 7．2．3 非稳态模型的评价66-68
• 结论68-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)76

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