“接触氧化+膜生物反应器”工艺处理生活污水的研究

论文摘要

“接触氧化+膜生物反应器”工艺结合了传统污水处理方法和膜生物反应器（MBR）的优点,针对现在一体式膜生物反应器工程实践中的诸多不足,尤其是国产膜组件在应用中存在的问题（如膜污染的防治、膜生物反应器工艺流程形式及运行条件的优化、污泥产量高）,采用传统工艺与MBR工艺结合的方法,研究新的MBR组合工艺,并为其工程实践提供理论依据。本论文采用国产的MF型膜组件,以处理人工模拟市政废水的小试为例,对其长期运行效果、工况影响因素、污染特点、能耗分配等几个方面进行了研究,获得了以下几方面的成果。一、以为期148天的多阶段试验为基础,考察了“接触氧化+膜生物反应器”工艺处理人工模拟市政废水及高浓度有机废水的试验效果。通过试验发现:接触氧化池和MBR反应器对有机污染物去除的作用不同,接触氧化段承担了废水中大部分的有机负荷;MBR段有机负荷较低,特别是在低负荷（COD=500mg/L左右）下,MBR段污泥浓度增长缓慢,反应器内污泥在长期运行中活性降低,微生物自身分解产生大量的溶解性微生物产物（SMP）,对处理效果造成不利影响。二、接触氧化池在出水COD>100mg/L时,氨氮的处理效率非常低,本论文根据国内外常用的附着式生物膜理论模型,解释了这一原因。多物种建模的结果表明,因为存在空间和溶解氧的竞争,当液相主体内的有机基质浓度超过大约27mg/L时,消化细菌不能在生物膜内生存。根据微生物的生长理论,论文阐述了生物膜法工艺中氨氮的去除与COD及溶解氧的关系。三、MBR工艺在其运行条件不变的情况下,反应器中污泥的增长变化是一个动态的过程,因而其污泥的特性也具有动态变化的特性。在长期的试验运行中,本论文研究了污泥活性的变化,同时,根据污泥活性的变化,反应器内产生的SMP的不同,试验中考察了中空纤维膜过滤特性的变化。最后,在试验的长期运行中,微生物种群的变化对试验的处理效果有一定的影响。随着试验的进行以及试验条件的改变,反应器内优势物种也在发生着变化。各优势物种对试验的运行效果有着不同的影响,本试验通过观察,试验中研究了不同条件下出现的优势物种以及其对试验的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 污水资源化的现状
• 1.2 生物膜处理技术
• 1.2.1 微生物代谢与污染物降解
• 1.2.2 生物膜法的优点
• 1.2.3 生物膜技术在污水处理中的应用
• 1.3 膜生物反应器的发展及简介
• 1.3.1 膜生物反应器的历史
• 1.3.2 膜生物反应器的类型及工作原理
• 1.3.3 MBR 工艺的特性
• 1.3.4 MBR 工艺对污染物的去除特性
• 1.4 论文的研究目的及研究内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 “接触氧化+膜生物反应器”工艺处理生活污水的试验研究
• 2.1 试验装置及试验设计
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 试验分析及监测方法
• 2.1.3 试验原水水质特点
• 2.1.4 试验进度
• 2.1.5 试验的启动
• 2.2 接触氧化+膜生物反应器工艺的降解特性
• 2.2.1 有机物污染物的处理
• 2.2.2 氨氮的处理
• 2.2.2 浊度的处理
• 2.2.3 系统pH 值的变化
• 2.3 影响运行工况的相关因素分析
• 2.3.1 水力停留时间（HRT）
• 2.3.2 微生物种群及特性
• 2.3.3 溶解氧
• 2.3.4 生物膜脱落对有机物去除效果的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 膜的过滤特性与膜污染
• 3.1 有机污染物的分类
• 3.1.1 膜分离的类型
• 3.1.2 污水COD 的组分划分
• 3.1.3 膜对胶体性有机物的截留作用
• 3.2 膜过滤的理论和污染机理
• 3.2.1 膜堵塞与滤饼层污染
• 3.3 膜污染的影响因素
• 3.3.1 EPS和SMP对膜污染的影响
• 3.3.2 MLSS浓度对膜污染影响
• 3.3.3 活性污泥颗粒粒径对膜污染影响
• 3.4 试验中膜污染的分析
• 3.5 膜污染的控制手段
• 3.5.1 曝气和气泡刮擦对控制膜污染影响
• 3.5.2 间歇出水对控制膜污染影响
• 3.5.3 控制临界通量对膜污染影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 MBR 内活性污泥动力学研究
• 5.1 MBR 的相关动力学
• 5.2 对ROM 模型的讨论
• 5.3 对污泥增长的预测及污泥活性的分析
• 5.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 试验结论
• 5.2 研究中存在的不足和建议
• 参考文献
• 发表论文及科研情况说明
• 致谢