新型動態(tài)膜生物反應器處理城市污水的試驗研究

【摘要】： 膜組件價格昂貴和膜污染難以有效控制是膜生物反應器(MembraneBioreactor,MBR)技術在污水處理領域難以大規(guī)模推廣應用的兩個主要障礙。目前,動態(tài)膜生物反應器(Dynamic Membrane Bioreactor,DMBR)由于其優(yōu)良的抗污染性能、較高的膜通量和低廉的膜組件成本等優(yōu)點,較好地解決了傳統(tǒng)膜生物反應器技術的兩大難題,備受膜技術研究領域的關注。 本課題采用生物質填料(LS天然纖維)生物膜反應器(Biomass Biofilmreactor,BBF)與動態(tài)膜組件耦合的新型動態(tài)膜生物反應器(BBF-DMBR)進行了實際城市污水處理的試驗研究。試驗中系統(tǒng)考察了BBF-DMBR城市污水處理的運行性能,研究了動態(tài)膜污染的控制與清洗工藝,并在此基礎上,對BBF-DMBR進行了優(yōu)化與改進的模擬研究。 BBF-DMBR實際城市污水處理試驗結果表明:BBF-DMBR具有高效泥水分離和截留作用,系統(tǒng)的微生物損失少,LS天然纖維上生物膜附著量多,系統(tǒng)的掛膜速度快、處理效率高,耐沖擊負荷能力強。新型動態(tài)膜生物反應器在穩(wěn)定運行期對COD、NH_4~+-N、TN和TP的去除效果分別達到79.41%、96.22%、55.93%和43.77%;除TP外,出水中COD、NH_4~+-N、TN達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級標準的A標準。TP去除效果相對不高,出水中TP僅達到排放標準中的二級標準,系統(tǒng)的除磷能力有待進一步提高。LS天然纖維在運行過程中會自身降解,其使用壽命對系統(tǒng)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性造成了負面影響。 膜污染控制研究表明:一定強度的曝氣能極大的減緩膜污染,當膜組件曝氣量為20m~3·m~(-2)·h~(-1)時,動態(tài)膜的穩(wěn)定運行周期可達45天,在運行周期內,相同壓差下的膜通量變化較小,過膜壓差100mm時的平均膜通量為67.42L/(m~2h)。膜污染清洗工藝方案為空氣反吹洗10min、水力反沖洗15min、酸洗1h。動態(tài)膜經(jīng)清洗后膜通量可恢復至清水通量的95%,且其再生性能良好,具有較好的重復使用性。 BBF-DMBR優(yōu)化與改進的模擬試驗研究表明:LS天然纖維經(jīng)CM接枝改性后其降解周期延長了122.2%,使用壽命為未改性的2.2倍;使用RM脫磷劑對動態(tài)膜組件進行動態(tài)膜預涂處理后,BBF-DMBR由于預涂動態(tài)膜層的吸附及化學作用而強化了除磷效果,當進水TP濃度為1-2mg/L時,出水TP濃度可以降低到0.2mg/L,達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級標準的A標準;BBF-DMBR經(jīng)過優(yōu)化與改進可以提高污水處理效果。 【關鍵詞】：動態(tài)膜生物反應器 LS天然纖維 膜污染 纖維改性 強化除磷
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 引言9-21
• 1.1 我國水資源及污染現(xiàn)狀9
• 1.2 我國城市污水處理概述9-11
• 1.2.1 我國城市污水處理的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 污水處理的新發(fā)展10-11
• 1.3 膜生物反應器技術發(fā)展概況11-15
• 1.3.1 膜生物反應器概述11
• 1.3.2 膜生物反應器發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀11-14
• 1.3.3 膜生物反應器的特點及發(fā)展瓶頸14-15
• 1.4 動態(tài)膜生物反應器及發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.4.1 動態(tài)膜生物反應器的出現(xiàn)及出現(xiàn)意義15
• 1.4.2 動態(tài)膜生物反應器的發(fā)展現(xiàn)狀15-18
• 1.4.3 動態(tài)膜生物反應器的特點及存在的問題18-19
• 1.5 本課題研究的意義與目的19
• 1.6 研究內容與創(chuàng)新點19-21
• 1.6.1 研究內容19-20
• 1.6.2 創(chuàng)新點20-21
• 第2章 新型動態(tài)膜生物反應器處理城市污水試驗研究21-50
• 2.1 實驗裝置與方法21-24
• 2.1.1 新型動態(tài)膜生物反應器21-23
• 2.1.2 BBF-DMBR運行方式與進水水質23-24
• 2.1.3 測試儀器與方法24
• 2.2 反應器的啟動研究24-30
• 2.2.1 BBF掛膜24-27
• 2.2.2 動態(tài)膜的制備27-30
• 2.3 穩(wěn)定期BBF-DMBR對污水處理效果的分析30-35
• 2.3.1 BBF-DMBR系統(tǒng)對COD的去除效果分析30-31
• 2.3.2 BBF-DMBR系統(tǒng)對NH_4~+-N的去除效果分析31-33
• 2.3.3 BBF-DMBR系統(tǒng)對TN的去除效果分析33-34
• 2.3.4 BBF-DMBR系統(tǒng)對TP的去除效果分析34-35
• 2.4 動態(tài)膜作用的研究35-39
• 2.4.1 對COD的截留作用35-36
• 2.4.2 對TP和TN的處理效果36-38
• 2.4.3 動態(tài)膜高效泥水分離作用38-39
• 2.5 COD沖擊負荷試驗39-40
• 2.6 試驗裝置的再啟動研究40-42
• 2.7 BBF-DMBR與BBF-WCW比較分析42-47
• 2.7.1 BBF-IVCW裝置及運行方式42-43
• 2.7.2 裝置、運行方式及啟動速度比較43-44
• 2.7.3 穩(wěn)定運行期處理效果比較44-47
• 2.8 天然纖維LS填料的降解性能研究47-49
• 2.9 小結49-50
• 第3章 BBF-DMBR膜污染控制方法研究50-60
• 3.1 膜污染概述50-51
• 3.1.1 膜污染及其類型50-51
• 3.1.2 膜污染過程51
• 3.2 膜通量控制研究51-53
• 3.3 BBF-DMBR膜污染清洗研究53-57
• 3.3.1 清洗膜污染的措施53-54
• 3.3.2 物理清洗54-56
• 3.3.3 化學清洗56-57
• 3.4 動態(tài)膜再生研究57-58
• 3.5 小結58-60
• 第4章 BBF-DMBR反應器優(yōu)化與改進模擬研究60-74
• 4.1 天然纖維LS改性研究60-69
• 4.1.1 天然纖維材料LS及其在水處理中的研究進展60-62
• 4.1.2 天然纖維的表面改性方法分類62-63
• 4.1.3 LS纖維改性試驗63-64
• 4.1.4 LS纖維改性后親水性評價64-65
• 4.1.5 LS纖維改性后降解性評價65-67
• 4.1.6 LS纖維改性后親生物性評價67-69
• 4.2 脫磷動態(tài)膜強化除磷研究69-73
• 4.2.1 吸附法除磷69-70
• 4.2.2 動態(tài)膜預涂70
• 4.2.3 預涂RM脫磷劑動態(tài)膜的制備70-71
• 4.2.4 預涂RM脫磷劑動態(tài)膜的除磷試驗71-73
• 4.3 小結73-74
• 第5章 結論與建議74-76
• 5.1 結論74-75
• 5.2 建議75-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文83

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