膜生物反應(yīng)器處理生活污水運(yùn)行控制優(yōu)化研究

【摘要】： 本研究采用膜生物反應(yīng)器工藝，以生活污水為處理對(duì)象，系統(tǒng)地考察了膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行效能，重點(diǎn)對(duì)膜生物反應(yīng)器運(yùn)行控制條件進(jìn)行優(yōu)化研究，在此基礎(chǔ)上建立了有機(jī)底物降解和污泥增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模式，并進(jìn)一步對(duì)膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 膜生物反應(yīng)器采用連續(xù)進(jìn)水方式，在進(jìn)水量為8.5L／d，水力停留時(shí)間(HRT)為24h，進(jìn)水COD濃度為161.8～210.8mg／L，進(jìn)水負(fù)荷為0.15～0.20kgCOD/(m~3·d)，水溫為18.2～20.0℃的條件下，7日后完成啟動(dòng)。此后，進(jìn)水COD濃度為219.3～393.1mg／L，進(jìn)水量由8.5L／d逐步增至61.5L／d，容積負(fù)荷相應(yīng)地由0.23kgCOD／(m~3·d)逐漸增加至2.97kgCOD／(m~3·d)，反應(yīng)器對(duì)COD的平均去除率為93.7％。其間，容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷的變化對(duì)COD去除率沒有明顯影響。運(yùn)行過程中，由于進(jìn)水水質(zhì)的變化分別在第40、49運(yùn)行日形成了兩次沖擊負(fù)荷，容積負(fù)荷分別提高到3.68kgCOD／(m~3·d)、4.46kgCOD／(m~3·d)，但COD去除率仍高達(dá)98.9％、97.5％，沖擊負(fù)荷均未對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行效果產(chǎn)生影響。在整個(gè)運(yùn)行階段，污泥從感觀上經(jīng)歷了由開始時(shí)的黑色變?yōu)榛液稚詈笞優(yōu)辄S褐色的過程，污泥濃度由接種時(shí)的2212mg／L最終增至8926mg／L，MLVSS／MLSS有所降低。在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后期，觀察反應(yīng)器內(nèi)混合液的生物相，鏡檢發(fā)現(xiàn)后生動(dòng)物輪蟲。以上結(jié)果表明，膜生物反應(yīng)器具有啟動(dòng)迅速，負(fù)荷提高快，有機(jī)物去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且可以利用鏡檢生物相的方法來直觀判斷反應(yīng)器的運(yùn)行狀態(tài)。 在膜生物反應(yīng)器處理生活污水研究的基礎(chǔ)上，建立了有機(jī)底物降解動(dòng)力學(xué)方程和污泥增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程，其表達(dá)式分別為： 運(yùn)行控制條件優(yōu)化研究表明，最佳運(yùn)行控制參數(shù)中MLSS為5500 mg／L，HRT為3.4h，最佳排泥時(shí)間為15天。 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用膜生物反應(yīng)器處理生活污水用于回用在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是可行的，其工程總投資為25.9萬(wàn)元，與生化和物化相結(jié)合的工藝相當(dāng)，但運(yùn)行成本較低，可節(jié)省0.09元／m~3。 【關(guān)鍵詞】：膜生物反應(yīng)器 生活污水 運(yùn)行效能 動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：X703.3
【目錄】：

• 第1章 引言9-19
• 1.1 膜生物反應(yīng)器發(fā)展概況9-10
• 1.2 膜生物反應(yīng)器10-12
• 1.2.1 曝氣膜生物反應(yīng)器10
• 1.2.2 萃取膜生物反應(yīng)器10-11
• 1.2.3 分離膜生物反應(yīng)器11-12
• 1.3 膜生物反應(yīng)器的研究進(jìn)展12-16
• 1.3.1 膜生物反應(yīng)器的效能12-14
• 1.3.2 膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行控制14-16
• 1.4 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本試驗(yàn)的研究目的和內(nèi)容17-19
• 第2章 試驗(yàn)方法與過程19-24
• 2.1 試驗(yàn)流程與設(shè)備19-20
• 2.1.1 工藝流程19
• 2.1.2 主要設(shè)備19-20
• 2.2 試驗(yàn)水質(zhì)及分析測(cè)定方法20-22
• 2.2.1 試驗(yàn)用水20
• 2.2.2 接種污泥20-21
• 2.2.3 主要分析項(xiàng)目及測(cè)定方法21
• 2.2.4 試驗(yàn)儀器及試劑21-22
• 2.3 試驗(yàn)過程及方法22-24
• 2.3.1 反應(yīng)器效能試驗(yàn)22-23
• 2.3.2 反應(yīng)器運(yùn)行控制試驗(yàn)23-24
• 第3章 膜生物反應(yīng)器運(yùn)行效能研究24-36
• 3.1 膜生物反應(yīng)器啟動(dòng)及運(yùn)行結(jié)果24-25
• 3.2 反應(yīng)器的負(fù)荷率25-29
• 3.2.1 容積負(fù)荷25-27
• 3.2.2 污泥負(fù)荷27-28
• 3.2.3 沖擊負(fù)荷28-29
• 3.3 膜作用29-32
• 3.3.1 膜的截留原理29-30
• 3.3.2 膜的截留作用30-32
• 3.4 污泥特性及生物相32-34
• 3.4.1 污泥增長(zhǎng)及特性變化32-33
• 3.4.2 污泥的物理特性及生物相33-34
• 3.5 小結(jié)34-36
• 第4章 膜生物反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)研究36-45
• 4.1 概述36-37
• 4.2 有機(jī)底物降解動(dòng)力學(xué)模式37-41
• 4.2.1 基本假設(shè)37
• 4.2.2 模式的推導(dǎo)37-40
• 4.2.3 參數(shù)的確定40-41
• 4.3 污泥增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模式41-44
• 4.3.1 基本假設(shè)41
• 4.3.2 模式的推導(dǎo)41-43
• 4.3.3 參數(shù)的確定43-44
• 4.4 小結(jié)44-45
• 第5章 膜生物反應(yīng)器運(yùn)行控制條件優(yōu)化研究45-51
• 5.1 污泥濃度45-47
• 5.2 水力停留時(shí)間47-48
• 5.2.1 HRT對(duì)COD去除效果的影響47
• 5.2.2 HRT的計(jì)算47-48
• 5.3 最佳排泥時(shí)間48-50
• 5.3.1 污泥增長(zhǎng)量的理論分析49-50
• 5.3.2 最佳排泥時(shí)間的確定50
• 5.4 小結(jié)50-51
• 第6章 膜生物反應(yīng)器技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析51-58
• 6.1 技術(shù)可行性分析51-55
• 6.1.1 工藝流程51-52
• 6.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)52-53
• 6.1.3 預(yù)期達(dá)到的處理效果53-54
• 6.1.4 技術(shù)可行性分析54-55
• 6.2 經(jīng)濟(jì)可行性分析55-57
• 6.2.1 工程投資55-56
• 6.2.2 運(yùn)行費(fèi)用56-57
• 6.3 小結(jié)57-58
• 第7章 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 已發(fā)表論文目錄66-67
• 致謝67

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