MUCT-MBR工艺脱氮除磷性能分析

论文摘要

排放到环境中的过量氮、磷是水体富营养化的主要污染物。为了降低此类污染,各国对氮、磷去除标准不断提高,研究开发高效污水脱氮除磷技术成为水处理的热点问题。通常生活污水中可降解有机物含量少,反硝化菌和除磷菌竞争碳源,严重影响了生物脱氮除磷效果。反硝化除磷菌使反硝化和除磷过程共用同一碳源,具有节省有机碳源、减少污泥产量和能耗的优点,受到广泛关注。本论文将MUCT和MBR结合形成MUCT-MBR工艺,强化脱氮除磷性能。通过不断提高进水负荷,对其有机物需求量、脱氮除磷效果、抗负荷能力、污泥产率、除磷菌性能、膜污染等情况进行考察。1.通过逐步降低进水C/N比,提高氮负荷(0.088 kg·m-3·d-1～0.137 kg·m-3·d-1)考察MUCT-MBR工艺除污染能力。试验表明该工艺性能稳定,COD、TN、TP去除率分别达到90%、81.6%、75.2%。C/N比为3.98时反硝化除磷现象最明显。缺氧段主要以亚硝酸盐作电子受体吸磷的缺氧吸磷量占总吸磷量99.8%,污泥产率为0.28kgVSS/kgCOD:缺氧段主要以硝酸盐作电子受体吸磷的缺氧吸磷量占总吸磷量92%,污泥产率为0.32 kgVSS/kgCOD。以亚硝酸盐作电子受体的情况下,不仅TP和TN去除率达到89.1%和82.2%,且污泥产率低。只要缺氧吸磷所需电子受体足量（实验所得＞14mg N/L）,MUCT-MBR工艺就能得到较好的TP去除效果。2.MUCT-MBR工艺在高氮负荷下启动,短时间内COD、TN和TP平均去除率分别达到89.3%、75.4%、79.2%;影响MUCT-MBR工艺脱氮除磷的关键在于缺氧段的反硝化吸磷效果。3.厌氧释磷批试验表明:COD不足时厌氧由释磷转为吸磷,尤其以蔗糖作碳源时的吸磷现象明显。说明MUCT-MBR运行模式下富集的除磷菌（PAO）具有一定的厌氧吸磷特性,但机理尚不明确。在电子受体足量的条件下,如果初始负荷量增加,单位NO3--N反硝化吸磷量增加而缺氧吸磷速率变化不大;单位NO2--N反硝化吸磷量和缺氧吸磷速率降低;以NO2--N作电子受体的吸磷速率比以NO3--N作电子受体的吸磷速率高,但以NO3--N+NO2--N作电子受体的吸磷速率最高。厌氧末,污泥含磷率和PAO体内糖原含量最低,PHB最高;在缺氧和好氧过程中,随着污泥含磷率和糖原升高,PHB不断减少,验证了反硝化吸磷现象。MUCT-MBR长期在低碳源下运行易发生污泥膨胀,但膜的高效截留作用能够确保高质量出水。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 我国水环境现状及污染情况
• 1.1.1 水资源现状
• 1.1.2 水污染情况
• 1.2 水体富营养化
• 1.3 脱氮除磷工艺发展概况
• 1.3.1 主流式工艺
• 1.3.2 循环流工艺
• 1.3.3 污水脱氮除磷工艺的选择
• 1.4 反硝化除磷技术概述
• 1.4.1 传统生物除磷机理
• 1.4.2 反硝化除磷机理
• 1.4.3 反硝化除磷工艺简介
• 1.4.4 反硝化除磷工艺的影响因素
• 1.5 厌氧生物除磷技术概述
• 1.5.1 磷酸盐生物还原机理探讨
• 1.5.2 废水厌氧生物除磷技术
• 1.6 膜生物反应器技术概述
• 1.6.1 MBR的发展
• 1.6.2 MBR在脱氮除磷中的研究和应用
• 1.6.3 MBR膜污染机理及控制方法
• 1.7 本论文的研究目的和主要内容
• 1.7.1 论文的研究目的和意义
• 1.7.2 研究的主要内容
• 2 MUCT-MBR低氮负荷启动时脱氮除磷性能分析
• 2.1 试验装置及方法
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 接种污泥及试验水质
• 2.1.3 试验方法
• 2.1.4 分析方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 MUCT-MBR工艺性能分析
• 2.2.2 周期实验
• 2.2.3 MUCT-MBR反硝化除磷的最佳C/N及污泥产率
• 2.3 本章小节
• 3 MUCT-MBR高氮负荷启动时脱氮除磷性能分析
• 3.1 试验装置及方法
• 3.1.1 试验装置及试验水质
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 对污染物的去除
• 3.2.2 周期实验
• 3.3 本章小节
• 4 MUCT-MBR中的反硝化聚磷菌特性分析
• 4.1 试验装置及方法
• 4.1.1 试验装置
• 4.1.2 接种污泥及试验水质
• 4.1.3 分析方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 污泥性状与膜污染
• 4.2.2 COD对厌氧释磷的影响
• 4.2.3 反硝化除磷性能
• 4.2.4 PHB及糖原分析
• 4.2.5 微生物检测
• 4.3 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢