MBR脫氮除磷工藝在城市污水處理中的工程應(yīng)用研究

【摘要】：膜-生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的出水水質(zhì)在國內(nèi)得到了越來越廣泛地應(yīng)用。隨著污水處理對(duì)脫氮除磷要求的提高，MBR脫氮除磷工藝的開發(fā)和研究得到了廣泛關(guān)注。本研究以無錫地區(qū)3座處理城市污水的MBR脫氮除磷工程為研究對(duì)象，從污染物去除效果、動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性3方面對(duì)MBR脫氮除磷工藝進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與優(yōu)化。研究得到以下主要結(jié)論： 3座MBR脫氮除磷工程對(duì)各污染物具有良好的去除效果，出水COD、TN、NH_4~+-N和TP均能夠達(dá)到且遠(yuǎn)低于國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)；COD、NH4+-N和TP的去除率基本能夠達(dá)到90%以上，TN去除率達(dá)75%-85%。 測(cè)定了3座MBR脫氮除磷工程的好氧污泥動(dòng)力學(xué)參數(shù)，其中測(cè)得異養(yǎng)菌衰減系數(shù)KdH為0.14-0.25d-1、自養(yǎng)菌衰減系數(shù)KdA為0.20-0.48d-1，異養(yǎng)菌理論產(chǎn)率系數(shù)YH為0.52-0.55gVSS/gCOD、自養(yǎng)菌理論產(chǎn)率系數(shù)YA為0.22-0.29gVSS/gCOD，COD的最大基質(zhì)比去除速率vmax為1.27-1.78gCOD/(gVSS·d)、半飽和常數(shù)Ks為24.27-41.27mgCOD/L，氨氮的最大基質(zhì)比去除速率vmN為0.11-0.15gN/(gVSS·d)、半飽和常數(shù)KN為2.35-2.63mgN/L，為今后的MBR工藝的工程設(shè)計(jì)和理論研究提供了參考依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 對(duì)3座MBR脫氮除磷工程的系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，每處理1噸水所需能耗為0.51~0.68kWh。從各單元的能耗分布看，好氧池和膜池是主要的耗能單元，耗能所占比例超過70%；從能耗的功能組成上看，曝氣能耗所占比例最大，其中，好氧池風(fēng)機(jī)和膜擦洗風(fēng)機(jī)是主要的耗能設(shè)備。如何降低MBR的運(yùn)行能耗，是MBR實(shí)際應(yīng)用中需要解決的重要問題。 根據(jù)目前的技術(shù)水平對(duì)MBR工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，與CAS工藝相比，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的MBR工藝的污染物的單位成本的去除量要略高。今后，通過進(jìn)一步節(jié)能降耗的研究，MBR工藝的經(jīng)濟(jì)性預(yù)計(jì)還會(huì)提高。 【關(guān)鍵詞】：膜-生物反應(yīng)器 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 膜污染 系統(tǒng)穩(wěn)定性 運(yùn)行能耗
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 城市污水脫氮除磷的意義10
• 1.2 MBR 脫氮除磷的優(yōu)勢(shì)及工程應(yīng)用10-17
• 1.2.1 MBR 簡介10-11
• 1.2.2 生物脫氮除磷原理11-13
• 1.2.3 MBR 脫氮除磷的優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.2.4 MBR 脫氮除磷工藝14-15
• 1.2.5 MBR 脫氮除磷的工程應(yīng)用15-17
• 1.3 MBR 脫氮除磷工程中尚需研究的課題17
• 1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容17-21
• 1.4.1 研究目標(biāo)17-18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18
• 1.4.3 技術(shù)路線18-21
• 第2章 MBR脫氮除磷工程的長期監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)21-71
• 2.1 MBR 脫氮除磷工程的概況與監(jiān)測(cè)分析方法21-29
• 2.1.1 MBR 脫氮除磷工程的概況21-26
• 2.1.2 監(jiān)測(cè)分析項(xiàng)目與方法26-29
• 2.2 污染物去除效果29-39
• 2.2.1 COD29-31
• 2.2.2 氨氮31-33
• 2.2.3 總氮33-36
• 2.2.4 總磷36-39
• 2.3 污染物負(fù)荷對(duì)去除效果的影響39-47
• 2.3.1 COD 負(fù)荷及其對(duì) COD 去除的影響39-43
• 2.3.2 氨氮負(fù)荷及其對(duì)硝化作用的影響43-47
• 2.4 沿程污染物濃度及降解速率計(jì)算47-52
• 2.4.1 污染物濃度的沿程變化情況47-49
• 2.4.2 沿程污染物降解速率計(jì)算49-52
• 2.5 污染物去除途徑分析52-58
• 2.5.1 磷的去除途徑分析53-55
• 2.5.2 氮的去除途徑分析55-57
• 2.5.3 COD 的去除途徑分析57-58
• 2.6 污泥混合液性質(zhì)58-68
• 2.6.1 污泥濃度58-60
• 2.6.2 濾紙過濾性和沉降性60-62
• 2.6.3 污泥顆粒粒徑分布62-64
• 2.6.4 污泥的硝化活性64-65
• 2.6.5 膜池污泥含磷量與釋磷/吸磷特性65-68
• 2.7 本章小結(jié)68-71
• 第3章 MBR實(shí)際工程中污泥動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定71-89
• 3.1 試驗(yàn)儀器與方法71-75
• 3.1.1 試驗(yàn)儀器與裝置71-72
• 3.1.2 試驗(yàn)原理與方法72-75
• 3.2 微生物增殖動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定結(jié)果75-78
• 3.2.1 異養(yǎng)菌衰減系數(shù)和自養(yǎng)菌衰減系數(shù)75-76
• 3.2.2 異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)和自養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)76-78
• 3.3 污染物降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定結(jié)果78-83
• 3.3.1 COD 最大比去除速率和去除半飽和常數(shù)78-81
• 3.3.2 氨氮最大比去除速率和去除半飽和常數(shù)81-83
• 3.4 工程 MBR 與小中試 MBR 動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比83
• 3.5 MBR 與 CAS 工藝動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)比83-85
• 3.5.1 衰減系數(shù)對(duì)比84
• 3.5.2 產(chǎn)率系數(shù)對(duì)比84-85
• 3.5.3 最大比去除速率與飽和常數(shù)對(duì)比85
• 3.6 動(dòng)力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)核算85-86
• 3.6.1 COD 降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)核算85-86
• 3.6.2 氨氮降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)核算86
• 3.7 本章小結(jié)86-89
• 第4章 MBR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性分析89-108
• 4.1 MBR 工程膜污染狀況及膜清洗有效性分析89-95
• 4.1.1 跨膜壓差與膜通量變化情況89-93
• 4.1.2 清洗方式和效果93-95
• 4.2 MBR 工藝能耗與運(yùn)行成本分析95-102
• 4.2.1 能耗組成及分布95-99
• 4.2.2 運(yùn)行成本組成99-102
• 4.3 MBR 與 CAS 工藝的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析102-105
• 4.3.1 以 B 廠為模型進(jìn)行分析102-104
• 4.3.2 以優(yōu)化設(shè)計(jì)的 MBR 工藝為模型進(jìn)行分析104-105
• 4.4 本章小結(jié)105-108
• 第5章 結(jié)論和建議108-111
• 5.1 結(jié)論108-109
• 5.1.1 污染物去除效果108
• 5.1.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)108-109
• 5.1.3 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性109
• 5.2 建議109-111
• 參考文獻(xiàn)111-117
• 致謝117-118
• 個(gè)人簡介118

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