膜生物反應(yīng)器處理城市污水的微環(huán)境特征及膜污染控制

【摘要】： 膜生物反應(yīng)器是污水的生物處理與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。本文開(kāi)展了膜生物反應(yīng)器處理城市污水的試驗(yàn)研究,通過(guò)研究和分析取得如下主要成果: 通過(guò)與傳統(tǒng)活性污泥工藝的比較試驗(yàn),系統(tǒng)考察了MBR的除污特性和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。MBR中膜的截留作用提高了系統(tǒng)的污染物去除能力和抗污染、pH值和溫度的沖擊能力。MBR系統(tǒng)中污泥的亞硝化、反硝化作用均呈零級(jí)反應(yīng),對(duì)應(yīng)降解速率常數(shù)分別約為傳統(tǒng)活性污泥的2.2倍和2.5倍;MBR中硝化作用規(guī)律不明顯。MBR中的細(xì)菌總數(shù)、硝酸菌、亞硝酸菌和反硝化菌數(shù)量分別比傳統(tǒng)活性污泥法高出1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。 通過(guò)170天的連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn),研究了MBR在不排泥條件下處理城市污水的微環(huán)境特征。發(fā)現(xiàn)污泥濃度最終穩(wěn)定于7000 mg/L左右;與傳統(tǒng)活性污泥法相比,穩(wěn)定階段MBR的污泥脫氫酶活性較小,污泥沉降性能略差。MBR內(nèi)出現(xiàn)了溶解性微生物產(chǎn)物的積累,但隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)可被進(jìn)一步降解。污泥負(fù)荷與胞外聚合物濃度呈負(fù)相關(guān);多糖和蛋白質(zhì)是胞外聚合物的主要組分,二者占胞外聚合物總COD的60%以上。 全面考察了MBR獨(dú)特的微環(huán)境及運(yùn)行條件對(duì)系統(tǒng)出水水質(zhì)、污泥活性及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。系統(tǒng)出水COD隨上清液COD的增加而增加;MBR試驗(yàn)運(yùn)行中期,系統(tǒng)脫氫酶活性隨上清液COD增加而明顯下降。經(jīng)濟(jì)曝氣強(qiáng)度隨污泥濃度的增加呈指數(shù)遞增;經(jīng)濟(jì)曝氣強(qiáng)度下膜污染發(fā)展速率隨污泥濃度變化而變化,污泥濃度過(guò)高或過(guò)低時(shí),膜污染發(fā)展速率均加快。 對(duì)MBR中微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)隨運(yùn)行歷程的變化進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并探討了微型動(dòng)物對(duì)MBR系統(tǒng)運(yùn)行的指示作用。隨著運(yùn)行歷程的推移,MBR中微型動(dòng)物由活性污泥性生物向中間污泥性生物轉(zhuǎn)變;不同微型動(dòng)物種類(lèi)及數(shù)量與COD去除率間的相關(guān)性不顯著;而微型動(dòng)物總數(shù)和肉足類(lèi)動(dòng)物數(shù)量與NH4+-N和TN的去除率均呈顯著相關(guān)。 研究得出污泥混合液中懸浮固體、膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì)所形成的膜阻力分別占總阻力的55%、39%和6%,以此為依據(jù),考察了曝氣強(qiáng)度、污泥濃度及進(jìn)水COD濃度對(duì)膜污染的影響,建立了膜過(guò)濾阻力模型。對(duì)不同進(jìn)水濃度下的膜污染發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了預(yù)測(cè),找出了對(duì)應(yīng)臨界污泥濃度MLSS和臨界曝氣強(qiáng)度G的MLSS~G臨界曲線。 【關(guān)鍵詞】：膜生物反應(yīng)器 微環(huán)境 微生物代謝產(chǎn)物 微型動(dòng)物 膜污染
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符號(hào)、縮略詞等專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)注釋表7-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 課題的提出與意義12-13
• 1.1.1 我國(guó)水環(huán)境現(xiàn)狀12-13
• 1.1.1.1 水資源現(xiàn)狀堪憂12
• 1.1.1.2 水污染嚴(yán)重12-13
• 1.1.2 課題的提出及意義13
• 1.2 膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)13-15
• 1.2.1 MBR 的組成與分類(lèi)13-14
• 1.2.2 MBR 的特點(diǎn)14-15
• 1.2.3 MBR 技術(shù)基本原理15
• 1.3 膜生物反應(yīng)器國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 MBR 在國(guó)外的研究進(jìn)展15-16
• 1.3.2 MBR 在國(guó)內(nèi)的研究進(jìn)展16-19
• 1.3.2.1 污染物去除效果16-17
• 1.3.2.2 操作條件及運(yùn)行穩(wěn)定性研究17
• 1.3.2.3 膜污染特性及控制研究17-18
• 1.3.2.4 MBR 的相關(guān)理論研究18
• 1.3.2.5 新型膜生物工藝研究18-19
• 1.3.3 MBR 應(yīng)用現(xiàn)狀19-20
• 1.3.3.1 MBR 在國(guó)外的應(yīng)用現(xiàn)狀19
• 1.3.3.2 MBR 在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀19-20
• 1.4 膜污染及其影響因素研究20-21
• 1.4.1 膜污染概念與成因20
• 1.4.2 膜污染的影響因素20
• 1.4.3 降低膜污染的措施20-21
• 1.5 MBR 中微環(huán)境的研究現(xiàn)狀21-23
• 1.5.1 微環(huán)境概念21
• 1.5.2 MBR 中獨(dú)特的微環(huán)境21-22
• 1.5.3 微生物產(chǎn)物對(duì)膜生物反應(yīng)器的影響22-23
• 1.5.3.1 微生物產(chǎn)物對(duì)生物反應(yīng)器運(yùn)行的影響22
• 1.5.3.2 微生物產(chǎn)物對(duì)膜污染的影響22-23
• 1.6 研究目的與研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.6.1 研究目的23
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容23-25
• 第二章 膜生物反應(yīng)器除污特性及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)25-43
• 2.1 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法25-27
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置與流程25-26
• 2.1.2 試驗(yàn)水質(zhì)26
• 2.1.3 測(cè)定項(xiàng)目及分析方法26
• 2.1.4 試驗(yàn)方法及運(yùn)行條件26-27
• 2.2 污染物去除效果27-29
• 2.2.1 COD 去除效果27
• 2.2.2 氨氮、總氮去除效果27-28
• 2.2.3 磷去除效果28-29
• 2.3 膜對(duì)污染物的強(qiáng)化去除作用29-32
• 2.3.1 試驗(yàn)水質(zhì)與運(yùn)行條件29
• 2.3.2 有機(jī)污染物的去除29-30
• 2.3.3 氨氮、總氮的去除30-31
• 2.3.4 懸浮物及濁度的去除31-32
• 2.4 脫氮性能研究32-38
• 2.4.1 生物脫氮機(jī)理32-34
• 2.4.2 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)及細(xì)菌檢測(cè)方法34-36
• 2.4.2.1 硝化作用的測(cè)定34
• 2.4.2.2 反硝化作用的測(cè)定34
• 2.4.2.3 硝化菌、亞硝化菌及反硝化菌的測(cè)定34-36
• 2.4.3 動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)及細(xì)菌檢測(cè)結(jié)果分析36-38
• 2.4.3.1 硝化動(dòng)力學(xué)36
• 2.4.3.2 反硝化動(dòng)力學(xué)36-37
• 2.4.3.3 菌種計(jì)數(shù)37-38
• 2.4.3.4 反硝化效果的提高及控制38
• 2.5 抗沖擊性能38-41
• 2.5.1 污染物負(fù)荷沖擊38-40
• 2.5.1.1 進(jìn)水COD 容積負(fù)荷對(duì)出水COD 的影響38-39
• 2.5.1.2 進(jìn)水NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)出水NH_4~+-N 的影響39-40
• 2.5.2 溫度的影響40-41
• 2.5.2.1 對(duì)污染物去除效果的影響40
• 2.5.2.2 對(duì)MBR 膜污染的影響40-41
• 2.5.3 pH 值沖擊41
• 2.6 小結(jié)41-43
• 第三章 無(wú)排泥運(yùn)行下膜生物反應(yīng)器的微環(huán)境特征43-55
• 3.1 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法43-46
• 3.1.1 試驗(yàn)裝置與流程43-44
• 3.1.2 測(cè)定項(xiàng)目及分析方法44-46
• 3.1.2.1 EPS 的提取和測(cè)定44
• 3.1.2.2 多糖—蒽酮比色法44-45
• 3.1.2.3 蛋白質(zhì)—考馬斯亮藍(lán)比色法45-46
• 3.2 污泥特性46-51
• 3.2.1 污泥增殖特性46-48
• 3.2.1.1 污泥增殖規(guī)律46
• 3.2.1.2 污泥增殖動(dòng)力學(xué)46-48
• 3.2.2 污泥活性隨時(shí)間的變化48-49
• 3.2.3 污泥沉降性的變化49-50
• 3.2.4 過(guò)濾特性的變化50-51
• 3.3 微生物種群分布特征及相互關(guān)系51
• 3.4 微生物代謝特性51-54
• 3.4.1 溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）的動(dòng)態(tài)變化52-53
• 3.4.1.1 SMP 濃度隨運(yùn)行歷程的變化52
• 3.4.1.2 SMP 組成隨運(yùn)行歷程的變化52-53
• 3.4.2 胞外聚合物的含量及組成隨運(yùn)行歷程的變化53-54
• 3.4.3 EPS 與SMP 的相關(guān)關(guān)系54
• 3.5 小結(jié)54-55
• 第四章 微環(huán)境對(duì)膜生物反應(yīng)器運(yùn)行的影響55-63
• 4.1 微生物產(chǎn)物對(duì)MBR 運(yùn)行的影響55-57
• 4.1.1 SMP 對(duì)生物反應(yīng)器運(yùn)行的影響55-57
• 4.1.1.1 SMP 對(duì)系統(tǒng)出水水質(zhì)的影響55-56
• 4.1.1.2 SMP 對(duì)污泥活性的影響56-57
• 4.1.2 EPS 對(duì)污泥沉降性能的影響57
• 4.2 污泥濃度與曝氣強(qiáng)度對(duì)MBR 的綜合影響57-61
• 4.2.1 對(duì)污泥特性影響的定性分析58
• 4.2.2 對(duì)污染物去除效果的影響58-60
• 4.2.2.1 污泥濃度對(duì)污染物去除效果的影響58-59
• 4.2.2.2 曝氣強(qiáng)度對(duì)污染物去除效果的影響59-60
• 4.2.3 對(duì)膜污染的影響60-61
• 4.3 小結(jié)61-63
• 第五章 MBR 中微型動(dòng)物特征及動(dòng)態(tài)變化63-71
• 5.1 活性污泥中微型動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)63-64
• 5.2 微型動(dòng)物的代謝特性及作用64-65
• 5.2.1 代謝特性64
• 5.2.2 微型動(dòng)物的作用64-65
• 5.2.2.1 對(duì)提高出水水質(zhì)的作用64
• 5.2.2.2 對(duì)污泥減量的作用64
• 5.2.2.3 指示作用64-65
• 5.3 微型動(dòng)物的種類(lèi)鑒別及計(jì)數(shù)65
• 5.4 MBR 中微型動(dòng)物種群和數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化65-66
• 5.5 主要微型動(dòng)物種群跟蹤觀察66-68
• 5.6 微型動(dòng)物與污泥沉降特性及處理效果的相關(guān)性分析68-70
• 5.7 小結(jié)70-71
• 第六章 膜污染機(jī)理及控制71-82
• 6.1 膜污染及機(jī)理分析71-73
• 6.1.1 膜污染的表達(dá)及膜阻力測(cè)定71-72
• 6.1.2 膜污染機(jī)理分析72-73
• 6.1.2.1 微生物及活性污泥的污染72
• 6.1.2.2 有機(jī)物污染72
• 6.1.2.3 無(wú)機(jī)物污染72
• 6.1.2.4 濃差極化72-73
• 6.2 活性污泥的各組成部分對(duì)膜污染的貢獻(xiàn)73-75
• 6.2.1 污泥組分的分離73-74
• 6.2.2 阻力測(cè)定計(jì)算方法74
• 6.2.3 污泥組分對(duì)膜污染貢獻(xiàn)及分析74-75
• 6.3 實(shí)用性膜污染模型75-78
• 6.3.1 模型的建立75
• 6.3.2 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果75-77
• 6.3.2.1 均勻設(shè)計(jì)法76
• 6.3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果76-77
• 6.3.3 模型求解及效果檢驗(yàn)77
• 6.3.3.1 模型的求解77
• 6.3.3.2 顯著性檢驗(yàn)及因素主次的確定77
• 6.3.4 模型應(yīng)用及運(yùn)行條件對(duì)膜污染阻力模型的影響77-78
• 6.3.4.1 模型應(yīng)用77-78
• 6.3.4.2 運(yùn)行條件對(duì)膜污染阻力模型的影響78
• 6.4 膜污染控制78-80
• 6.4.1 優(yōu)化膜分離的微生態(tài)環(huán)境79-80
• 6.4.1.1 優(yōu)化膜分離條件79
• 6.4.1.2 新型組合工藝79-80
• 6.4.2 改善混合液性質(zhì)控制膜污染80
• 6.5 小結(jié)80-82
• 第七章 結(jié)論與建議82-85
• 7.1 結(jié)論82-83
• 7.2 論文創(chuàng)新之處83-84
• 7.3 建議84-85
• 致謝85-86
• 參考文獻(xiàn)86-93
• 附錄93-94
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文94

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高濃度氨氮廢水處理試驗(yàn)研究    許國(guó)強(qiáng)

洗浴廢水回用處理工藝及設(shè)備的研究    陳欽安

膜生物反應(yīng)器處理抗生素廢水及脫氮研究    魯南

一體式膜生物反應(yīng)器處理城市污水的研究    仲衍偉

飲用水深度處理試驗(yàn)研究    宋文濤

廢水生物電極反硝化模型研究    李文衛(wèi)

自生動(dòng)態(tài)膜-生物反應(yīng)器處理生活污水的特性及影響因素研究    范（王瑩）（王瑩）

膜生物反應(yīng)器料液特性對(duì)膜過(guò)濾阻力的影響    張海豐

堿減量廢水的資源回收及復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理的試驗(yàn)研究    孫選舉

A/O-MBR試驗(yàn)系統(tǒng)中膜污染影響因素研究    吳卿;張?jiān)?鄭波;張磊;趙新華;

活性污泥內(nèi)碳源含量的估測(cè)與表征方式研究    劉陽(yáng);沈昌明;李巖芳;楊殿海;

胞外聚合物對(duì)膜污染的影響及對(duì)策    秦亞敏;李亞峰;

生活污水處理中胞外聚合物對(duì)膜污染的影響    馬興冠;紀(jì)文娟;孫俊平;薛向欣;楊合;傅金祥;

硝化液回流比對(duì)水解-A/O工藝脫氮效果的影響    梁康強(qiáng);周軍;熊婭;陶濤;

污泥特性對(duì)膜污染的影響及膜表面污染特征    陳學(xué)民;馬雯雯;伏小勇;田維平;

浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器中生物質(zhì)的增殖及其對(duì)運(yùn)行效能的影響    梁文鐘;湯兵;陳烜;黃紹松;付豐連;賓麗英;

一體式膜生物反應(yīng)器中膜污染影響因素的研究    芮琳娜

高濃度粉末活性炭—超濾處理微污染水的試驗(yàn)研究    阮婷

投加活性炭和氯化鐵對(duì)A/O-MBR運(yùn)行的影響    張?jiān)?/span>

污泥停留時(shí)間對(duì)MBR處理污水效果影響與膜污染因素的研究    馮丹丹

缺氧/好氧膜生物反應(yīng)器的處理性能及膜污染因素研究    趙飛飛

連續(xù)流A/O生物膜法處理微污染河水研究    吳健

MBR中微生物產(chǎn)物對(duì)膜污染的影響機(jī)制研究    仵海燕

浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器中生物質(zhì)的增殖及其對(duì)運(yùn)行效能、扭矩流變特性的影響研究    梁文鐘

操作條件對(duì)缺氧/好氧膜生物反應(yīng)器中胞外聚合物及膜污染的影響研究    蘇白鴿

膜分離活性污泥法的研究    林喆，趙慶祥，陸美紅，祁世民，翟亞連

短程硝化—反硝化生物脫氮    袁林江,彭黨聰,王志盈

應(yīng)用膜生物反應(yīng)器處理生活污水的研究    顧平,周丹,楊造燕

管式膜——生物反應(yīng)器處理城市污水的工藝設(shè)計(jì)    邢傳紅,文湘華,錢(qián)易

飲用水中有機(jī)物和Ames致突變物的去除    李紹峰;王麗;黃君禮;

味精廢水處理工藝中的氨氮、硫酸根問(wèn)題    邵巍

超濾技術(shù)處理人糞尿    汪洪生

超濾技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀    劉福諒,韓式荊

我國(guó)膜分離技術(shù)研究、生產(chǎn)現(xiàn)狀及在水處理中的應(yīng)用    續(xù)曙光,李鎖定,劉忠洲

膜生物反應(yīng)器廢水處理工藝的研究進(jìn)展    黃霞,桂萍,范曉軍,汪誠(chéng)文,錢(qián)易

復(fù)合淹沒(méi)式膜生物反應(yīng)器脫氮除磷效能研究    張軍,王寶貞,張立秋,王愛(ài)杰

膜生物反應(yīng)器運(yùn)行中的膜污染問(wèn)題    崔峰,李勇,韓建華

膜生物反應(yīng)器處理酒店污水    孫新,徐國(guó)勛,孫俊杰

膜生物反應(yīng)器用于處理醫(yī)院污水    張穎,李力,楊振剛,顧平

無(wú)排泥條件下HRT對(duì)膜生物反應(yīng)器硝化性能的影響及其生物群落結(jié)構(gòu)分析    李紅巖,楊敏,吳成強(qiáng)

膜生物反應(yīng)器在小區(qū)中水回用中的應(yīng)用    趙國(guó)蓮;蘇永慧;

內(nèi)置式膜—生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的研究    王慶偉;

廢水解決方案的藝術(shù)——BIO-CEL~膜生物反應(yīng)器    孫震;

膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的應(yīng)用    彭躍蓮,劉忠洲

膜生物反應(yīng)器處理生活污水相關(guān)機(jī)理研究(英文)    顧平,周丹,楊造燕,劉錦霞

沉浸式膜生物反應(yīng)器的技術(shù)開(kāi)發(fā)    

計(jì)算流體力學(xué)在膜技術(shù)及膜生物反應(yīng)器研究中的應(yīng)用    于艷;樊耀波;徐國(guó)良;王琦;楊文靜;

雙致相聚偏氟乙烯膜生物反應(yīng)器綜合性能評(píng)價(jià)與應(yīng)用    余獻(xiàn)國(guó);余子?jì)?李靖;

熱致相分離膜在膜生物反應(yīng)器中的應(yīng)用    萬(wàn)思青;張秀岳;溫建志;

新型膜生物反應(yīng)器處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究    李克勛;

膜生物反應(yīng)器凈化復(fù)合氣態(tài)污染物研究    張曉峰;修光利;趙康;徐利行;張大年;

膜生物反應(yīng)器處理造紙廢水    馬春明;葉豐;張玉忠;李泓;靳文禮;孫旭東;

膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展    黃霞;

超濾膜和膜生物反應(yīng)器在市政行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)    羅敏;

膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)廢水研究    邢林;張輝;王淦;

膜生物反應(yīng)器處理污水高效環(huán)保    蔡忠仁

漢姆沃斯為兩艘豪華游船配套薄膜生物反應(yīng)器    積軒

備受關(guān)注的膜生物反應(yīng)器    中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì) 張保成

膜生物反應(yīng)器引起關(guān)注    張保成

膜生物反應(yīng)器環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)    記者 劉全昌

新型超濾膜生物反應(yīng)器處理世博園污水    祝君翔

水處理首選技術(shù)：膜生物反應(yīng)器    郭有智

污水處理新技術(shù)膜生物反應(yīng)器推出    張樂(lè)

天津投用膜生物反應(yīng)器污水處理系統(tǒng)    張濤

膜生物反應(yīng)器凈化污水    曉陽(yáng)

電場(chǎng)膜生物反應(yīng)器耦合處理工業(yè)園區(qū)綜合廢水試驗(yàn)研究    羅文連

膜生物反應(yīng)器工藝中膜污染因素及控制研究    許穎

移動(dòng)床膜生物反應(yīng)器脫氮除磷性能的研究    楊帥

氣水交替膜生物反應(yīng)器處理生活污水的效能研究    王宏杰

基于缺氧/好氧膜生物反應(yīng)器的分散聚居區(qū)污水處理及回用研究    劉志強(qiáng)

不同生態(tài)因子下LMBR處理制藥廢水運(yùn)行效能及數(shù)學(xué)模型    白羽

膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究    王嬋嬋

PVDF/Al_2O_3雜化膜的制備及其性能研究    李香莉

膜生物反應(yīng)器游離細(xì)胞催化體系生產(chǎn)丙烯酰胺的研究    孫旭東

非織造布膜生物反應(yīng)器處理生活污水研究    孟志國(guó)

厭氧自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器處理低濃度廢水的研究    趙立健

固定化細(xì)胞膜生物反應(yīng)器脫除地下水中硝酸鹽的研究    李棟

A/O膜生物反應(yīng)器脫氮特性研究    李瑞賢

膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于海水養(yǎng)殖廢水處理的基礎(chǔ)研究    沈加正

一體式膜生物反應(yīng)器和序批式膜生物反應(yīng)器處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究    傅振鵬

一體式膜生物反應(yīng)器膜污染控制的研究    陳紅楓

新型膜生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)及性能研究    張西旺

超聲波強(qiáng)化膜生物反應(yīng)器處理低溫城市污水脫氮性能研究    王波

膜生物反應(yīng)器處理生活污水運(yùn)行控制優(yōu)化研究    陳旭東

序批式膜生物反應(yīng)器處理抗生素廢水的試驗(yàn)研究    盛金聰