復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水研究

【摘要】： 本文應(yīng)用復(fù)合膜生物反應(yīng)器裝置對(duì)生活污水的處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究。復(fù)合膜生物反應(yīng)器,是在活性污泥生物反應(yīng)器中部分安裝填料并結(jié)合膜分離裝置構(gòu)成的。該反應(yīng)器結(jié)合了活性污泥和生物膜法兩種工藝的特性,利用懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜共同承擔(dān)生物降解的作用,同時(shí)在反應(yīng)器內(nèi)安置了材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)、孔徑為0.2μm的淹沒(méi)式微濾(MF)膜組件,以達(dá)到固液分離的目的。 試驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)出水水質(zhì)較好且比較穩(wěn)定,對(duì)有機(jī)物有很好的去除效果。系統(tǒng)CODcr出水為8.8mg/L-22.2mg/L,平均值為15.4 mg/L,去除率為95%左右。系統(tǒng)BOD_5出水為7.3-10.1mg/L,平均值為8.7mg/L,去除率為96%左右。通過(guò)對(duì)DO和HRT變化的分析,發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除受DO濃度的影響較大,控制DO在1.5mg/L-4mg/L時(shí),系統(tǒng)對(duì)CODcr的去除效率較高,且受DO的影響較小,但當(dāng)DO為0.5mg/L時(shí),系統(tǒng)對(duì)CODcr的去除效率急劇降低。復(fù)合膜生物反應(yīng)器的HRT也影響著系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除率,在HRT為1h左右時(shí),系統(tǒng)對(duì)CODcr的去除率最低,隨HRT的延長(zhǎng),去除率逐漸上升,在HRT在3h以上時(shí),系統(tǒng)對(duì)CODcr的去除率受HRT的影響逐漸減弱,根據(jù)試驗(yàn)分析,本系統(tǒng)選擇用的HRT為5h。 通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)也具有良好的脫氮除磷功效。該系統(tǒng)對(duì)污水中NH_3-N和TN有較高的去除率,分別達(dá)到了97%和78%。這是因?yàn)樯锬?nèi)部可以形成很大范圍的厭(缺)氧區(qū)域,有利于反硝化的順利進(jìn)行,提高了脫氮效果;試驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)對(duì)污水中NH_3-N和TN的去除率受DO的影響較大,系統(tǒng)DO為0.5mg/L時(shí),系統(tǒng)對(duì)NH_3-N和TN的去除效率急劇降低,但系統(tǒng)DO在1-2mg/L之間時(shí),膜生物反應(yīng)器對(duì)NH_3-N和TN的去除率均較高,分別達(dá)96%和80%以上,發(fā)生了同時(shí)硝化反硝化現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)DO在2mg/L以上時(shí),系統(tǒng)對(duì)NH_3-N的去除效率基本不受DO的影響,處理效率較高。而系統(tǒng)對(duì)TN的去除效率卻隨著DO濃度的增加而略微減少,在系統(tǒng)DO為4mg/L時(shí),總氮的去除率降為66%。通過(guò)本試驗(yàn)得出,在系統(tǒng)DO為1-2mg/L為最佳值。通過(guò)試驗(yàn)研究HRT的變化對(duì)脫氮的影響,發(fā)現(xiàn)其最適宜的HRT為5-8h,此時(shí),氨氮和總氮平均去除率為96%和77%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)HRT過(guò)短時(shí),NH_3-N的去除效果不明顯,也影響了反硝化的去除效果。當(dāng)HRT過(guò)長(zhǎng)時(shí),由于F/M值開(kāi)始顯著降低,影響了系統(tǒng)中生物能獲取的營(yíng)養(yǎng),部分生物因得不到足夠的營(yíng)養(yǎng)而死亡,污泥濃度有所下降,其中硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌所受影響較為顯著,使得脫氮效果下降。由于填料內(nèi)部的厭氧微生物、膜的過(guò)濾作用、以及微生物對(duì)磷生態(tài)需求三方面的因素,系統(tǒng)對(duì)總磷有一定的去除效果。其系統(tǒng)出水總磷濃度在0.9mg/L-2.1mg/L之間,去除率在58%-82%之間。 在試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn),膜較易受污染,造成膜通量下降,甚至造成膜無(wú)法繼續(xù)使用。論文對(duì)膜污染物產(chǎn)生的原因及規(guī)律進(jìn)行了闡述研究,并討論了減緩膜污染的七條有效措施。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在保持膜通量不變的情況下,膜裝置在工作一段時(shí)間后,操作壓力也會(huì)越來(lái)越高。通過(guò)物理和化學(xué)清洗一定程度上能恢復(fù)膜組件的性能,延長(zhǎng)膜組件使用壽命,使得膜元件的污染得以改善。 【關(guān)鍵詞】：生活污水 復(fù)合膜生物反應(yīng)器 膜分離 膜污染及膜清洗 脫氮除磷
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 課題的提出12-15
• 1.2 膜生物反應(yīng)器的分類和特點(diǎn)15-19
• 1.2.1 分置式膜活性污泥反應(yīng)器17-18
• 1.2.2 一體式膜活性污泥反應(yīng)器18
• 1.2.3 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器18-19
• 1.3 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀19-24
• 1.3.1 國(guó)外膜生物反應(yīng)器工藝的研究及應(yīng)用情況19-22
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)膜技術(shù)發(fā)展歷程及膜生物反應(yīng)器工藝研究進(jìn)展22-24
• 1.4 本研究的目的和主要內(nèi)容24-26
• 1.4.1 研究目的24-25
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 第二章 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與啟動(dòng)26-32
• 2.1 試驗(yàn)方案26-30
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置流程設(shè)計(jì)27-28
• 2.1.2 試驗(yàn)用水及試驗(yàn)儀器28-29
• 2.1.3 項(xiàng)目分析方法29-30
• 2.1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理30
• 2.2 試驗(yàn)裝置的啟動(dòng)和運(yùn)行30-32
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置的污泥的接種與培養(yǎng)馴化30
• 2.2.2 試驗(yàn)裝置中工藝運(yùn)行參數(shù)30-32
• 第三章 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水有機(jī)物的處理效果及研究32-40
• 3.1 膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水有機(jī)物(COD_(CR),BOD_5)處理機(jī)理32
• 3.2 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水有機(jī)物(COD_(CR),BOD_5)處理效果及分析32-35
• 3.2.1 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水有機(jī)物COD_(cr)處理效果及分析33-34
• 3.2.2 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水有機(jī)物BOD_5處理效果及分析34-35
• 3.3 復(fù)合膜生物反應(yīng)器中處理有機(jī)物過(guò)程中濾膜的作用35
• 3.4 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物去除影響因素35-38
• 3.4.1 DO對(duì)有機(jī)物去除率的影響35-36
• 3.4.2 HRT對(duì)有機(jī)物去除率的影響36-38
• 3.5 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器微生物的特點(diǎn)38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水中氨氮和總氮處理效果及研究40-54
• 4.1 復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水生物脫氮原理處理機(jī)理40-46
• 4.1.1 傳統(tǒng)生物脫氮原理40-41
• 4.1.2 近年來(lái)新的脫氮理論41-45
• 4.1.3 MBR膜生物反應(yīng)器脫氮理論45-46
• 4.2 復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水氨氮效果及分析46-47
• 4.3 復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水總氮效果及分析47-48
• 4.4 DO對(duì)生活污水處理氨氮效果及分析48-49
• 4.5 DO對(duì)生活污水處理總氮效果及分析49-50
• 4.6 HRT對(duì)生活污水處理氨氮和總氮效果及分析50-52
• 4.7 本章小結(jié)52-54
• 第五章 復(fù)合膜生物反應(yīng)器對(duì)生活污水磷處理效果及研究54-58
• 5.1 復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理生活污水生物除磷處理機(jī)理54
• 5.2 膜生物反應(yīng)器生物除磷的效果及分析54-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 第六章 膜生物反應(yīng)器中膜污染和防止58-66
• 6.1 膜污染物及規(guī)律的研究58-59
• 6.2 減緩膜污染的有效措施59-61
• 6.2.1 進(jìn)料前的預(yù)處理59
• 6.2.2 反應(yīng)器中混合液性質(zhì)的改進(jìn)59-60
• 6.2.3 操作方式的優(yōu)化60
• 6.2.4 曝氣作用和錯(cuò)流過(guò)濾60-61
• 6.2.5 降低膜面受到的平均壓力61
• 6.2.6 膜自身特性的改進(jìn)(材料)61
• 6.2.7 膜組件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化61
• 6.3 膜生物反應(yīng)器膜的清洗61-62
• 6.3.1 物理清洗62
• 6.3.2 化學(xué)清洗62
• 6.4 試驗(yàn)中對(duì)膜污染的研究和分析62-64
• 6.5 本章小結(jié)64-66
• 第七章 結(jié)論與建議66-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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