复合式MBR用于生活污水处理的特性研究

论文摘要

近年来,水资源呈现越来越紧张的态势,水资源短缺已经成为制约社会和经济发展的重要因素。因此,水资源的处理和回用已经成为解决水资源短缺的必选策略之一。污水的处理和回用包括物理处理,化学处理及生物处理等各种方法,而生物处理由于其后期投入较少而被广泛的应用,复合式MBR属于生物处理的一种,由于其具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、易于操作、便于运行管理等优点,而在各种处理方法中极具竞争力。本试验为复合式MBR工艺,装置中的填料为极易挂膜的组合填料,膜组件为中空纤维膜。试验的进水水质COD在87-299mg/L之间,TN值在40-75mg/L之间,TP值在1.1-1.8mg/L之间。挂膜试验期间每天监测COD和NH4+-N的去除效果,当COD的去除率稳定在75%以上,NH4+-N的去除率稳定在70%以上时,试验开始正常运行。对试验正常运行期间进行长期监测,通过分析大量的监测数据可以得出该工艺对于COD、TN、TP的最终去除率分别为96%、67%及65%左右。试验同时监测反应器上清液及膜出水两项出水中的各项指标,从而确定出滤膜在试验中的作用的大小。除此之外,试验还控制各项环境条件,通过改变某一环境因素来确定出每种环境因素对于实验效果的影响,从而确定出该工艺运行的最佳工艺条件为:pH值在7-8,温度在25℃左右,HRT=8h,MLSS=4-5g/L,DO在1.5mg/L左右。通过对实验数据的分析,尤其是对出水中NH4+-N值、NO3-N值及NO2-N值的数值分析,可以发现在复合式MBR的反应器中发生了同步硝化反硝化作用,而影响同步硝化反硝化的重要因素是反应器中的溶解氧含量,因此,本试验通过大量的正交试验确定出使同步硝化反硝化效果最好的溶解氧的值。本试验还观察出水流量的变化随压力表的读数变化情况,对于影响膜污染和膜堵塞的因素做了初步探索,并且对如何减轻膜污染提出了几点建议。最后,对复合式MBR工艺进行经济技术分析与比较,结果表明,复合式MBR工艺在建设费用和运行费用上与传统污水处理工艺相差不大,从技术和经济上本工艺均有很好的利用价值和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 课题提出的背景
• 1.2 MBR 研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 MBR 组成及特点
• 1.3.1 MBR 的组成
• 1.3.2 MBR 的特点
• 1.3.3 复合式MBR
• 1.4 课题研究的内容
• 第二章 试验启动
• 2.1 实验的工艺流程
• 2.2 试验装置
• 2.2.1 填料的选择
• 2.2.2 膜组件的选择
• 2.2.3 曝气装置的选择
• 2.2.4 自吸泵的选择
• 2.2.5 真空表的选择
• 2.2.6 流量计
• 2.2.7 高位水箱
• 2.2.8 连接管
• 2.3 水质分析方法
• 2.4 出水水质标准
• 2.5 挂膜过程
• 2.5.1 挂膜方法
• 2.5.2 挂膜期间COD 的变化情况
• 4⁺-N 值的变化情况'>2.5.3 挂膜期间NH₄⁺-N 值的变化情况
• 2.5.4 挂膜影响因素
• 2.5.5 挂膜注意事项
• 第三章 试验效果分析
• 3.1 COD 的去除效果分析
• 3.2 TN 的去除效果分析
• 3.3 TP 的去除效果分析
• 第四章 环境因素对去除效果的影响
• 4.1 温度对处理效果的影响
• 4.1.1 温度对COD 处理效果的影响
• 4.1.2 温度对总氮处理效果的影响
• 4.1.3 温度对除磷效果的影响
• 4.2 pH 值对处理效果的影响
• 4.2.1 pH 值对COD 处理效果的影响
• 4.2.2 pH 值对于氮的去除效果的影响
• 4.2.3 pH 值对于TP 的去除效果的影响
• 4.3 DO 对处理效果的影响
• 4.3.1 DO 对COD 的去除效果的影响
• 4.3.2 DO 对氮的去除效果的影响
• 4.3.3 DO 对TP 的去除效果的影响
• 4.4 MLSS 对处理效果的影响
• 4.4.1 MLSS 对COD 的去除效果的影响
• 4.4.2 MLSS 对TN 的去除效果的影响
• 4.4.3 MLSS 对TP 的去除效果的影响
• 4.5 HRT 对处理效果的影响
• 4.5.1 HRT 对COD 的去除效果的影响
• 4.5.2 HRT 对TN 的去除效果的影响
• 4.5.3 HRT 对TP 的去除效果的影响
• 4.6 同步硝化反硝化
• 4.6.1 硝化反应
• 4.6.2 反硝化反应
• 4.6.3 复合式MBR 中的同步硝化反硝化
• 4.7 小结
• 第五章 膜污染问题及解决对策
• 5.1 膜污染现状
• 5.2 膜污染原因
• 5.3 复合式MBR 中膜污染影响因素
• 5.3.1 膜的结构与性质
• 5.3.2 微生物特性对于膜污染的影响
• 5.3.3 工艺运行条件对膜污染的影响
• 5.4 膜污染防治对策
• 5.4.1 对原水进行预处理
• 5.4.2 错流过滤
• 5.4.3 对膜进行改性处理
• 5.4.4 膜的清洗
• 第六章 经济技术比较
• 6.1 污水处理的技术经济特点
• 6.1.1 工业废水处理的技术经济特点
• 6.1.2 城市污水处理的技术经济特点
• 6.2 复合式膜生物反应器经济效益分析
• 6.2.1 工艺参数的选择
• 6.2.2 工程总投资
• 6.2.3 运行费用
• 第七章 结论及建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录