生物加强超滤深度处理城市污水回用试验研究

论文摘要

内蒙古呼和浩特市金桥发电厂以辛辛板污水处理厂处理后的二级排放水作为电厂工业补给水源,针对污染物含量高的特点以及循环水高浓缩倍率运行的要求,经反复的技术论证、中试试验和经济比较,最终选择了生物加强超滤工艺。整个工程符合了国家节水技术政策大纲要求的“零排放”技术,达到了节水、环保的目的。这是目前在国内中水回用工程中规模较大（日处理水量达3万吨）、性能较好的一个MBR工程,经调试、运行后出水水质与小型实验研究出水水质类似,出水水质良好,超滤制水方式采用间歇式制水方式,运行过程中膜污染不严重。金桥电厂再生水处理工程的建成体现了我国MBR技术研发、应用规模、工艺集成及先进性达到了国际领先水平,标志着我国的污水处理和资源化技术跨入了世界前列。因此金桥电厂的工艺流程、运行情况等深受国内外科研领域的关注。本文主要介绍金桥电厂设备、工艺流程,分析本工艺连续运行一年多时间里系统对污染物的去除效果和膜污染的形成及其清洗等。通过数据分析,进一步阐明膜生物反应器的先进性、可靠性,对未来MBR工艺的推广应用奠定了基础。一年的运行结果表明,生物加强超滤系统出水水质良好。出水浊度、COD、氨氮、TN、TP平均浓度分别为:0.115NTU、31.42mg/L、0.266 mg/L、32.86mg/L、1.31mg/L;系统出水中未检测出细菌存在,除了出水TP值外,其余水质指标都达到《再生水用作冷却水的水质控制指标》。生物加强超滤系统内的微生物相的镜检表明,系统内的微生物种属具有以下特点:微生物多样化、食物链长、硝化菌增值快和适应水质能力强等特点。生物加强超滤工艺具有一定的同时硝化反硝化和除氮脱磷的功效。当原水氨氮、总氮和总磷浓度分别在18-34 mg/L、49-70mg/L和2.14-4.39mg/L之间时,出水氨氮、总氮和总磷在0.27-0.78 mg/L、28-41 mg/L和0.82-2.44mg/L,平均去除率在99%、40.4%和58.17%。一直以来由于膜污染造成的操作周期短、能耗和处理成本偏高影响着膜生物反应器工艺的广泛应用。本工艺制水方式采用间歇式制水方式,联合反洗、在线反洗、鼓风曝气等清洗方式和适当操作条件能很好的防治并预防膜污染的产生,在长期运行中没有产生严重膜污染的情况。因此本工程的操作条件、清洗方法能有效的清除膜面污染物,延长化学清洗周期,节省药物清洗费用,非常具有推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 城市污水回用的必要性:
• 1.1.2 火电厂废水零排放:
• 1.1.3 污水深度处理:
• 1.2 课题来源、研究内容及意义
• 1.2.1 课题来源
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 研究意义
• 第二章 生物加强超滤工艺污水处理技术与理论
• 2.1 膜分离技术基本理论
• 2.1.1 膜材料
• 2.1.2 膜组件
• 2.1.3 膜生物反应器中适用的膜材料与膜组件
• 2.2 膜生物反应器的概述
• 2.2.1 膜生物反应器的分类
• 2.2.1.1 外置式膜生物反应器
• 2.2.1.2 浸没式膜生物反应器
• 2.2.2 膜生物反应器的特点
• 2.3 膜生物反应器的研究进展及应用现状
• 2.3.1 膜生物反应器的研究进展
• 2.3.1.1 国外研究进展
• 2.3.1.2 国内研究进展
• 2.3.2 膜生物反应器的应用现状
• 2.3.3 膜生物反应器未来研究重点
• 2.4 膜污染的研究
• 2.4.1 膜污染机理
• 2.4.2 膜污染的影响因素
• 2.4.2.1 膜组件对膜污染的影响
• 2.4.2.2 污泥混合液特性对膜污染的影响
• 2.4.2.3 操作条件对膜污染影响
• 2.4.3 膜污染的预防及清洗
• 2.4.3.1 膜污染的预防
• 2.4.3.2 膜污染的清洗
• 2.5 生物加强超滤工艺的污水处理原理及特征
• 2.5.1 生物加强超滤工艺污水处理原理
• 2.5.2 生物加强超滤工艺特征
• 第三章 工艺流程及分析方法
• 3.1 工艺流程及装置
• 3.1.1 工艺流程
• 3.1.2 设备装置
• 3.1.3 超滤系统制水模式及膜清洗
• 3.2 工艺参数
• 3.2.1 原水水质
• 3.2.2 工艺运行参数
• 3.3 水质分析方法及主要仪器和试剂
• 3.3.1 水质分析方法
• 3.3.2 主要仪器和试剂
• 第四章 生物加强超滤处理城市污水回用功效
• 4.1 污水回用标准
• 4.1.1 生物加强超滤对污染物的去除
• 4.1.1.1 浊度的去除
• 4.1.1.2 对COD的去除
• 4⁺-N的去除'>4.1.1.3 NH₄⁺-N的去除
• 4.1.1.4 总氮（TN）的去除
• 4.1.1.5 总磷（TP）的去除
• 4.1.1.6 对细菌的去除
• 4.1.2 生物加强超滤去除污染物效果的影响因素
• 4.1.2.1 温度对污染物去除的影响
• 4.1.2.2 水力停留时间（HRT）对污染物去除的影响
• 4.2 生物加强超滤系统中的微生物
• 4.2.1 污水生物处理中常见的微生物
• 4.2.2 生物加强超滤系统中的微生物相
• 4.2.3 生物加强超滤系统内微生物特征
• 4.3 生物加强超滤系统的同时硝化反硝化特性
• 4.3.1 同时硝化反硝化机理
• 4.3.2 生物加强超滤系统的同时硝化反硝化功效
• 4.3.2.1 生物加强超滤系统除氮分析
• 4.3.2.2 生物加强超滤系统同时脱氮除磷分析
• 4.4 小结
• 第五章 生物加强超滤工艺的膜污染及控制技术
• 5.1 超滤过程中的浓差极化及膜污染
• 5.1.1 超滤过程中的浓差极化及其危害
• 5.1.2 超滤膜的污染及其清洗
• 5.2 系统运行期间膜污染的形成及控制分析
• 5.2.1 生物加强超滤系统制水一周期膜污染特征
• 5.2.2 操作条件对膜污染的影响
• 5.2.2.1 流量对膜污染的影响
• 5.2.2.2 TMP对膜污染的影响
• 5.2.3 膜清洗的分析
• 5.2.3.1 水力反洗对膜污染的影响
• 5.2.3.2 在线维护清洗对膜污染的影响
• 5.2.3.3 化学维护清洗
• 5.3 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表情况