膜法水处理技术在城市污水回用中的研究

【摘要】：水资源短缺已引起各国政府的高度重视,各国都在积极开辟新水源,其中生活污水具有排放量大、可生化性好、再生回用的费用低等特点,成为干旱、半干旱地区主要的再生水源。 近年来,由于材料科学的发展,膜生产技术的提高和生产成本的降低,膜法污水处理技术得到了迅速的推广。其中,膜生物反应器具有出水水质好,容积负荷高,占地小,剩余污泥产量低,操作管理方便等优点;连续微滤具有设备控制简单,系统可自动运行,模块化设计,运行费用低廉,产水水质高等特点。 本论文通过对一体式膜生物反应器的中试和实验室小试试验,主要研究了该工艺对生活污水中各种污染物质的去除效果和不同运行条件下对处理效果的影响因素,探讨了运行管理中各种事故的应急解决措施,并对工艺技术及经济的可行性进行了初步分析。另外,本论文还对连续微滤装置处理二沉池出水进行中试试验。 试验结果表明,中试MBR稳定运行期间处理工艺不仅能有效地抵御各种冲击负荷,而且有稳定的出水效果。对COD、浊度、SS. NH3-N的去除率分别为94%, 99%, 99%,和98%。同时,对难降解的氰化物、石油类、LAS、挥发酚等都有一定的去除,而且由于膜组件对水中的细菌有很好的去除,从而保证了工艺出水的安全性和可靠性。小试MBR在SRT为20d,DO为2mg/L,HRT为6小时抽吸时间为10min,停吸时间为3min时,COD去除率可达到97%以上,NH3-N去除率可达到94%以上。 该中试MBR工艺采用较长的污泥龄,通过对污泥特性的考察可知,虽然可以达到减少污泥产量甚至无剩余污泥排放的目的,但较长的污泥龄会使反应器内残留的微生物代谢产物和微生物残体增多,污泥中具有降解功能的活菌数相对减少。 经济分析结果表明:MBR中试工程投资为4789元/m3·d,运行费用为1.3元/m3,较传统的生物-物化中水回用工艺费用相差无几。 【关键词】：生活污水 膜生物反应器 连续微滤 膜污染
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 1 绪论10-31
• 1.1 污水资源化和中水回用10-11
• 1.2 膜技术11-14
• 1.2.1 膜技术定义、分类和膜分离的特点11-12
• 1.2.2 膜组件的概念和分类12-13
• 1.2.3 膜技术应用领域13-14
• 1.3 膜生物反应器的研究进展14-20
• 1.3.1 MBR 在国际上的研究进展14-17
• 1.3.2 MBR 技术在国内的研究进展17-20
• 1.4 膜生物反应器组合工艺的特点20-22
• 1.5 膜生物反应器的组成22-26
• 1.6 膜生物反应器的应用领域26-29
• 1.7 膜生物反应器的发展前瞩29
• 1.7.1 MBR 应用的重点领域和方向29
• 1.7.2 MBR 未来的研究重点29
• 1.8 课题背景29-30
• 1.9 研究目的和研究内容30-31
• 1.9.1 研究目的30
• 1.9.2 研究内容30-31
• 2 一体式膜生物反应器的试验设计31-37
• 2.1 一体式 MBR 小试装置31-32
• 2.1.1 工艺流程31
• 2.1.2 试验原水水质31
• 2.1.3 分析项目与方法31-32
• 2.1.4 试验运行参数32
• 2.1.5 试验的主要内容32
• 2.2 一体式 MBR 中试装置32-36
• 2.2.1 工艺流程32-34
• 2.2.2 试验原水34-35
• 2.2.3 分析项目与方法35
• 2.2.4 试验运行参数35-36
• 2.2.5 试验的主要内容36
• 2.3 本章小结36-37
• 3 一体式膜生物反应器污染物去除效果及其影响因素37-54
• 3.1 MBR 对污染物的去除效果37-46
• 3.1.1 COD 的去除37-39
• 3.1.2 NH_3-N39-40
• 3.1.3 总氮的去除40-42
• 3.1.4 总磷的去除42-43
• 3.1.5 浊度43-44
• 3.1.6 总溶解性固体(TDS)44
• 3.1.7 氯化物44-45
• 3.1.8 碱度45
• 3.1.9 细菌45-46
• 3.1.10 其它污染物46
• 3.2 中试 MBR 工艺出水稳定性分析46-47
• 3.3 工艺出水与回用标准比较47
• 3.4 影响污染物去除效果的因素47-53
• 3.4.1 污泥龄47-49
• 3.4.2 水力停留时间49-50
• 3.4.3 温度50
• 3.4.4 进水容积负荷和污泥负荷50
• 3.4.5 F/M对同步硝化-反硝化的影响50-53
• 3.5 本章小结53-54
• 3.5.1 小试 MBR 工艺小结53
• 3.5.2 中试 MBR 工艺小结53-54
• 4 中试 MBR 混合液及微生物特性研究54-66
• 4.1 污泥的培养与驯化54
• 4.1.1 好氧污泥的培养与驯化54
• 4.1.2 缺氧污泥的培养与驯化54
• 4.2 污泥的生长状况54-56
• 4.3 污泥的沉降性56-57
• 4.4 污泥活性57-59
• 4.4.1 实验方法57-58
• 4.4.2 结果分析58-59
• 4.5 污泥负荷59-62
• 4.6 生物反应动力学参数62-64
• 4.7 本章小结64-66
• 5 中试 MBR 膜的污染与清洗66-70
• 5.1 膜污染的形成原理66-69
• 5.1.1 膜污染表征方法66-68
• 5.1.2 膜过滤压差的长期变化68-69
• 5.2 膜的清洗与恢复69-70
• 6 中试 MBR 工艺经济效益分析70-76
• 6.1 参数选择70
• 6.2 工艺的经济分析70-75
• 6.2.1 工程总投资70-72
• 6.2.2 运行费用72-75
• 6.3 经济效益和投资回收75
• 6.4 本章小结75-76
• 7 连续微滤装置处理二沉池出水实验研究76-83
• 7.1 微滤技术的原理和应用范围76
• 7.2 微滤技术水处理系统特点76-77
• 7.3 微滤技术的实验装置和方法77-83
• 7.3.1 试验材料77
• 7.3.2 实验装置77
• 7.3.3 试验方法77-78
• 7.3.4 运行结果分析78-83
• 8 结论和建议83-86
• 8.1 结论83-84
• 8.1.1 小试 MBR 试验83
• 8.1.2 中试 MBR 试验83-84
• 8.1.3 CMF 中试试验84
• 8.2 建议84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-91
• 个人简历91

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