復合式預涂動態(tài)膜生物反應器處理生活污水研究

【摘要】：膜生物反應器(MBR)是將膜分離技術與生物處理技術有機結合的一種高效污水處理新工藝,具有處理效果穩(wěn)定、出水水質好、能耗低、結構緊湊占地面積小、運行管理簡單、剩余污泥少等優(yōu)點,但膜組件價格高及膜污染問題限制了其進一步的推廣與應用。 本文采用填料生物反應器與動態(tài)膜技術組合的復合式預涂動態(tài)膜生物反應器(CPDMBR)處理生活污水?；みx用廉價的工業(yè)濾布,經粉末活性炭預涂后形成預涂動態(tài)膜以增強膜組件的過濾性能；在生物反應器中加入填料,提高微生物量,加強系統(tǒng)的處理效果。試驗研究了動態(tài)膜的最佳預涂液濃度及復合系統(tǒng)對生活污水中污染物的去除效果和機理；探討了不同運行條件和方式下系統(tǒng)對各污染物的去除率；同時還研究了生物反應器中膜污染的成因,膜通量的變化規(guī)律和膜清洗后的恢復情況。主要研究結果如下： (1)篩選得到滌綸短纖維濾布作為膜基材,用粉末活性炭溶液預涂膜,當預涂液濃度為0.70 g·L-1時,形成的預涂動態(tài)膜過濾性能較好。 (2)抽吸式CPDMBR在HRT9h、DO3.3～3.8mg·L-1的工藝條件下處理生活污水,穩(wěn)定運行后,濁度的去除率可達100%,COD、TN、TP的平均去除率分別為92.59%、73.51%、81.06%。 (3)在重力自流的出水方式下,采用階梯式壓力步長法測定膜的臨界壓力,在污泥濃度為4.9-5.6 mg·L-1,曝氣量為500 L·h-1的情況下,本試驗所用動態(tài)膜的臨界壓力范圍為25～30 cmH2O,即2.45-2.94 kPa。連續(xù)運行試驗表明,反應器對污染物的處理效果較好,COD、TN的平均去除率分別為93.75%和67.74%。 (4)膜生物反應器中不可避免地存在膜污染的問題。在抽吸式動態(tài)膜生物反應器運行過程中,膜污染呈現“2階段”性。濾餅層阻力是導致膜污染的最主要因素,占總量的78.9%,這種污染屬可逆污染,清洗后即可消除；膜孔堵塞與吸附阻力只占17.0%,用高速水流沖洗也可除去,用刷子刷洗膜通量可100%恢復。 (5)重力自流式動態(tài)膜生物反應器的運行周期約為30天,當曝氣強度為600 L·h-1,污泥濃度為4600-5200 mg·L-1時能有效減緩膜污染。預涂后膜的阻力稍有增加。在重力自流下濾餅層仍是造成膜污染的最主要因素,占總阻力的90.4%。膜污染后經水力清洗通量可恢復96%,刷子刷洗后通量幾乎可恢復至100%。 【關鍵詞】：復合式預涂動態(tài)膜生物反應器 生活污水 膜通量 膜污染
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 研究背景11
• 1.2 膜生物反應器技術11-16
• 1.2.1 膜生物反應器的分類和特點12-13
• 1.2.2 膜生物反應器的研究進展及存在的問題13-16
• 1.3 動態(tài)膜生物反應器的出現與發(fā)展16-20
• 1.3.1 動態(tài)膜技術16
• 1.3.2 動態(tài)膜生物反應器的研究現狀16-19
• 1.3.3 動態(tài)膜生物反應器存在的問題及發(fā)展方向19-20
• 1.4 本課題研究的意義與目的20
• 1.5 研究內容與創(chuàng)新點20-22
• 1.5.1 研究內容20-21
• 1.5.2 創(chuàng)新點21-22
• 2 預涂PAC動態(tài)膜基材的篩選及制備22-29
• 2.1 膜基材的篩選22-25
• 2.1.1 基膜材料及其性能22-23
• 2.1.2 篩選方法及結果23-25
• 2.2 預涂PAC動態(tài)膜的制備及其性能表征25-28
• 2.2.1 預涂裝置和試驗方法25-26
• 2.2.2 預涂PAC動態(tài)膜最佳預涂濃度的確定26-28
• 2.3 本章小結28-29
• 3 抽吸式CPDMBR處理生活污水的研究29-43
• 3.1 試驗裝置和分析方法29-31
• 3.1.1 試驗裝置29-30
• 3.1.2 污水水質與試驗運行參數30
• 3.1.3 測定項目及分析方法30-31
• 3.2 動態(tài)膜生物反應器的啟動研究31-34
• 3.2.1 啟動期污泥的培養(yǎng)與填料掛膜31-32
• 3.2.2 啟動期復合式動態(tài)膜生物反應器對污水處理效果分析32-34
• 3.3 反應器最佳運行條件研究34-38
• 3.3.1 HRT對污染物去除率的影響34-35
• 3.3.2 DO對污染物去除率的影響35-36
• 3.3.3 污染負荷對污染物去除率的影響36-38
• 3.4 反應器穩(wěn)定運行研究38-41
• 3.4.1 對濁度的去除效果38
• 3.4.2 對COD的去除效果38-40
• 3.4.3 對TN的去除效果40-41
• 3.4.4 對TP的去除效果41
• 3.5 反應器中活性污泥情況41-42
• 3.6 本章小結42-43
• 4 重力自流式CPDMBR處理生活污水研究43-48
• 4.1 試驗裝置43
• 4.2 CPDMBR反應器的試驗結果43-47
• 4.2.1 臨界壓力的測定43-45
• 4.2.2 DMBR對污染物的去除效果45-47
• 4.3 本章小結47-48
• 5 復合式預涂動態(tài)膜生物反應器的膜污染研究48-60
• 5.1 膜污染48-52
• 5.1.1 膜污染的形成原因48
• 5.1.2 膜污染的影響因素48-49
• 5.1.3 減緩膜污染的措施49-50
• 5.1.4 膜清洗的方法50-52
• 5.2 復合式動態(tài)膜生物反應器的膜污染過程研究52-58
• 5.2.1 抽吸式復合動態(tài)膜生物反應器的膜污染分析52-54
• 5.2.2 重力自流式復合動態(tài)膜生物反應器的膜污染分析54-58
• 5.3 動態(tài)膜清洗研究58
• 5.4 本章小結58-60
• 6 結論與建議60-62
• 6.1 結論60-61
• 6.2 建議61-62
• 參考文獻62-66
• 個人簡歷66-67
• 致謝67

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