重力出水式膜生物反應(yīng)器處理京郊農(nóng)村生活污水的參數(shù)研究

【摘要】： 北京是世界上嚴(yán)重缺水的大城市之一,水資源緊缺已成為制約其經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。北京郊區(qū)是首都的生態(tài)屏障,也是北京主要的水源涵養(yǎng)區(qū)和供給地。農(nóng)村污水對水源保護(hù)和水環(huán)境的影響日益顯現(xiàn)。本文結(jié)合北京市的現(xiàn)實情況和發(fā)展需求,以兩種不同膜組件為研究對象,研究和探討兩種不同膜組件應(yīng)用于重力出水式膜生物反應(yīng)器的可行性。為解決北京市水資源短缺、減少農(nóng)村污水排放、有效控制河流,水庫和水源地污染等提供技術(shù)支撐。經(jīng)啟動試驗、模擬試驗和中試運行試驗等,得到以下主要結(jié)論。 1、膜組件A(膜絲材質(zhì)為聚乙烯,直徑0.54 mm,孔徑0.4μm,膜面積為9.0 m2)的清水比通量為42.611[L·(m2·h)-1/KPa],純膜阻力為1.47(108m-1);膜組件B(膜絲材質(zhì)為聚偏氟乙烯,直徑0.80 mm,孔徑0.22μm,膜面積為12.5 m2)的清水比通量和純膜阻力分別為40.839[L·(m2·h)-1/KPa]和2.66(108m-1)。膜組件A在重力出水模式下的初始膜通量在11 L·(m2·h)-1左右,膜組件B在重力出水模式下的初始膜通量在7.5 L·(m2·h)-1左右。啟動時期兩膜組件對于污水中CODcr的去除率保持在80%以上;污水中NH4+-N的去除率保持在60%以上。 2、在污泥濃度(MLSS)為2000mg/L～3000 mg/L的情況下,膜組件A的膜通量隨著水頭重力的增加而增加;在曝氣強度為50 m3·(m2·h)-1下,膜組件A在4個給定水頭重力下,均達(dá)到最大膜通量。在試驗期內(nèi),曝氣強度對膜通量的衰減影響較小,膜通量無明顯下降的現(xiàn)象,其經(jīng)濟(jì)曝氣強度約為50 m3·(m2·h)-1,平均膜通量為8.7 L·(m2·h)-1。膜組件B的膜通量也隨著水頭重力的增加而增加;曝氣強度對于膜組件B膜通量的變化也無明顯的影響;當(dāng)曝氣強度在40 m3·(m2·h)-1～60 m3·(m2·h)-1時,對膜通量的衰減影響較小,膜通量無明顯下降的現(xiàn)象。其經(jīng)濟(jì)曝氣強度約為40 m3·(m2·h)-1,在此曝氣強度下,膜組件B平均膜通量為3.7 L·(m2·h)-1。膜組件A于長期運行下,具有較好的抵抗膜污染的特性,可以保持較高的膜通量;而膜組件B在長期抵抗膜污染能力上有待加強。同時重力水頭對膜組件B的膜通量有較大的影響,單位壓力膜通量(J/Δp)的最大遞增率可達(dá)到168.75%,而膜組件A的單位壓力膜通量(J/Δp)的最大遞增率僅為16.95%。 3、經(jīng)濟(jì)曝氣強度約為40 m3·(m2·h)-1時,重力出水式膜生物反應(yīng)器的對氨氮、CODcr、濁度的平均去除率分別為:97.8%、90.8%、99.4%。對比膜通量與曝氣強度的關(guān)系,膜組件A比膜組件B具有更好的經(jīng)濟(jì)性,適和于改造為重力出水式膜生物反應(yīng)器。 4、空曝氣只是對膜表面的污染物質(zhì)有一定的沖刷作用,而對膜孔內(nèi)部的污染物質(zhì)的清洗作用有限。不同空曝氣時間后,膜組件A的膜通量只恢復(fù)到了重力出水模式下的平均初始膜通量的26.9%～39.8%。而膜組件B則可恢復(fù)到了重力出水模式下的平均初始膜通量的49.0%～70.0%。說明膜組件A膜孔內(nèi)污染嚴(yán)重,而膜膜組件B以膜外污染為主。空曝氣對膜組件B的清洗效率優(yōu)于膜組件A。 5、負(fù)壓式膜清洗方式對兩種膜組件的清洗效果不同。膜組件A清洗后瞬時膜通量隨清洗時間的增加而出現(xiàn)小幅下降的現(xiàn)象;而膜組件B清洗后瞬時膜通量則隨清洗時間的增加而出現(xiàn)小幅上升的現(xiàn)象。 6、次氯酸鈉在線反沖的膜清洗方式是一種比較理想的清洗方式,膜組件A的平均膜通量恢復(fù)率為78.7%,膜組件B的平均膜通量恢復(fù)率為65.4%。其對膜組件A的清洗效果優(yōu)于膜組件B。 【關(guān)鍵詞】：重力出水 膜生物反應(yīng)器 曝氣強度 膜污染 膜清洗
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 北京市水環(huán)境概況10-11
• 1.2 北京市農(nóng)村污水處理的目的和意義11-12
• 1.2.1 北京市農(nóng)村污水處理目的11-12
• 1.2.2 北京市農(nóng)村污水處理意義12
• 1.3 北京市農(nóng)村污水的特點及分類治理12-13
• 1.3.1 北京市農(nóng)村污水的特點12-13
• 1.3.2 北京市農(nóng)村污水治理類型13
• 1.4 農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀13-23
• 1.4.1 國內(nèi)外農(nóng)村污水處理主要技術(shù)及其適應(yīng)性13-21
• 1.4.2 北京市農(nóng)村污水處理的主要方式與存在的主要問題21-23
• 1.5 本論文研究思路和研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究思路23
• 1.5.2 研究目的23-24
• 1.5.3 研究內(nèi)容24-25
• 第二章 膜生物反應(yīng)器簡介25-41
• 2.1 膜生物反應(yīng)器的研究發(fā)展25-27
• 2.1.1 國外研究發(fā)展?fàn)顩r25-26
• 2.1.2 國內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r26-27
• 2.2 膜生物反應(yīng)器的類型和特點27-29
• 2.2.1 膜生物反應(yīng)器的類型27-28
• 2.2.2 膜生物反應(yīng)器的特點28-29
• 2.3 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀29-31
• 2.4 膜污染及其影響因素31-38
• 2.4.1 膜污染概述31-35
• 2.4.2 膜污染的影響因素35-38
• 2.5 膜生物反應(yīng)器中膜污染控制措施38-41
• 2.5.1 膜污染預(yù)防措施38-40
• 2.5.2 膜清洗措施40-41
• 第三章 重力出水式膜生物反應(yīng)器的構(gòu)成及初期運行41-52
• 3.1 重力出水式膜生物反應(yīng)器的構(gòu)建思路41
• 3.2 重力出水式膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)構(gòu)成41-47
• 3.2.1 膜組件43-46
• 3.2.2 生物反應(yīng)器46-47
• 3.2.3 試驗用水47
• 3.2.4 其它輔助系統(tǒng)47
• 3.3 試驗分析47-48
• 3.3.1 試驗分析項目47-48
• 3.3.2 試驗分析儀器與方法48
• 3.4 重力出水式膜生物反應(yīng)器的啟動運行48-51
• 3.4.1 試驗方法49
• 3.4.2 運行結(jié)果分析49-51
• 3.5 結(jié)論51-52
• 第四章 曝氣強度對兩膜組件膜通量的影響52-62
• 4.1 試驗方法53-54
• 4.2 結(jié)果與討論54-60
• 4.2.1 曝氣強度對膜通量的影響54-56
• 4.2.2 重力水頭對膜通量的影響56-58
• 4.2.3 曝氣強度對膜通量衰減的影響58-60
• 4.3 結(jié)論60-62
• 第五章 兩膜組件在重力出水式膜生物反應(yīng)器中的除污性能研究62-71
• 5.1 重力出水式膜生物反應(yīng)器中污染物質(zhì)的去除62-63
• 5.1.1 有機(jī)物的去除62
• 5.1.2 氮的去除62-63
• 5.2 試驗方法63-64
• 5.3 結(jié)果與討論64-69
• 5.3.1 pH、溶解氧及MLSS 的變化64-66
• 5.3.2 氨氮、CODcr、濁度的去除率情況66-68
• 5.3.3 經(jīng)濟(jì)性對比分析68-69
• 5.4 結(jié)論69-71
• 第六章 兩組膜系統(tǒng)的清洗效率研究71-80
• 6.1 膜清洗方法71-73
• 6.1.1 物理清洗方法71-72
• 6.1.2 化學(xué)清洗方法72-73
• 6.2 試驗方法73-74
• 6.3 結(jié)果與討論74-78
• 6.3.1 空曝氣(低壓高流速清洗)清洗效率74-75
• 6.3.2 負(fù)壓清洗清洗效率75-77
• 6.3.3 在線化學(xué)清洗效率77-78
• 6.4 結(jié)論78-80
• 第七章 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 結(jié)論80
• 7.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-91
• 致謝91-92
• 作者簡介92

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