浸没式微滤膜—氧化沟组合新工艺处理城市污水试验研究

论文摘要

通过实验室试验和现场试验，全面考察了浸没式微滤膜一氧化沟组合新工艺对城市污水中的有机物、总氮、总磷、重金属和细菌的去除特性及其影响因子：考察了新工艺运行的稳定性能；研究了新工艺中活性污泥混合液的性状；对膜污染及其防治技术进行了探讨；建立了新工艺的稳态和非稳态数学模型。试验结果表明，浸没式微滤膜一氧化沟组合新工艺对城市污水中的有机物和重金属均有良好的去除效果，对CODcr、BOD5、 DOC、铁、锰和六价铬的去除率分别达到90％、96％、75％、90％、88％和86％。不投加混凝剂时，对总磷的去除率为50％，投加硫酸铝混凝剂后，对总磷的去除率可达85％。出水浊度在1NTU以下，溶解性总固体小于100mg／L，细菌和大肠杆菌含量较少，经过消毒后水质可达《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB／T18920-2002） 和《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB／T18921-2002） 标准。通过有机物分子量检测表明，氧化沟对有机物的去除起着主要作用，微滤膜对分子量大于4K的有机物有很高的去除率，出水中的有机物大部分都是小分子有机物。新工艺有很强的抗冲击负荷能力；在城市污水进水水质波动的情况下，工艺出水水质保持稳定；停止运行一段时间后工艺能很快地恢复其处理能力。曝气／停曝时间比例和水力停留时间（HRT）等因子对浸没式微滤膜一氧化沟组合新工艺脱氮效果有较大的影响。当曝气／停曝时间比例为3：1、 HRT为4h时，氨氮的去除率在95％以上，总氮的去除率为80％，进一步增加水力停留时间，不能明显提高新工艺对氨氮的去除率。投加混凝剂可以显著提高工艺对磷的去除效率。工艺系统内单位质量污泥活性较低，污泥颗粒细小，丝状菌较多，污泥沉降性能较差，但并不影响工艺出水水质。运行过程中过膜阻力不断增长，需定期对膜进行清洗，水力清洗可以满足要求，间歇出水方式可以缓解膜污染，膜表面附着的由污泥颗粒、微生物及其代谢产物形成的凝胶层是造成膜污染的主要因素。运用数学模型可以对工艺在稳态和非稳态下的运行情况和影响工艺稳定性能的操作参数进行模拟和评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 膜生物反应器概述
• 1.2.1 膜生物反应器发展历史
• 1.2.2 膜生物反应器的组成
• 1.2.3 膜组件及其对污染物去除的强化作用
• 1.2.4 MBR中生物反应器的特点
• 1.2.5 膜生物反应器的特点和发展趋势
• 1.3 本课题的提出和技术路线
• 1.4 本课题研究内容和研究方案
• 第2章 试验装置和试验方法
• 2.1 试验装置和运行参数
• 2.2 试验原水水质
• 2.3 检测项目及检测方法
• 第3章 新工艺处理城市污水的特性
• 3.1 新工艺对有机物的去除特性
• 5、DOC的去除效果'>3.1.1 新工艺对 CODcr、BOD₅、DOC的去除效果
• 3.1.2 新工艺对不同分子量有机物的去除特性
• 3.2 新工艺的硝化与脱氮性能
• 3.2.1 新工艺对氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的去除效果
• 3.2.2 曝气、停曝时间比例对硝化与脱氮效果的影响
• 3.2.3 水力停留时间对硝化与脱氮效果的影响
• 3.3 新工艺的除磷性能
• 3.3.1 新工艺生物除磷性能
• 3.3.2 新工艺化学除磷性能
• 3.4 新工艺对重金属和细菌的去除特性
• 第4章 新工艺运行稳定性研究
• 4.1 新工艺抗冲击负荷能力
• 4.2 运行中断对新工艺的影响
• 第5章 新工艺中污泥混合液特性
• 5.1 活性污泥增长特性
• 5.2 污泥沉降性能与污泥活性
• 5.3 活性污泥的组成与结构
• 第6章 微滤膜污染及其防治技术
• 6.1 膜污染现象及其数学表达
• 6.2 过膜阻力变化和膜清洗技术
• 6.3 新工艺微滤膜表面污染特性
• 6.4 间歇出水运行方式对膜污染的影响
• 第7章 新工艺生物处理数学模式
• 7.1 新工艺稳态模型
• 7.1.1 基质降解模型
• 7.1.2 污泥增长模型
• 7.2 新工艺非稳态模型
• 7.2.1 非稳态模型的建立
• 7.2.2 非稳态模型的应用
• 7.2.3 非稳态模型的评价
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）