复合膜生物反应器处理生活污水性能的研究

论文摘要

本试验对复合式膜生物反应器处理生活污水的性能进行了研究。复合膜生物反应器是在传统活性污泥反应器中直接投加载体,进而形成悬浮增长的活性污泥和附着增长的生物膜两种微生物共同承担生物降解的作用,复合生物反应器内安置了超滤（UF）膜组件,以实现固液分离的目的。主要对复合膜生物反应器和活性污泥一体式膜生物反应器处理生活污水的功效进行了对比试验,研究了复合式膜生物反应器处理生活污水的特性,分析了复合系统微生物组成的特点,对同步硝化反硝化的现象进行了研究,对影响膜污染的一些控制因素进行了试验检验,并对复合膜生物反应器在低温下的运行效果进行了监测。论文的主要成果包括以下几个方面:1.在对等的试验条件下,复合生物反应器较传统一体反应器出水水质好,出水浊度、CODCr、TOC、NH3-N、TN的浓度均比活性污泥反应器低。复合系统抗冲击负荷能力也更好,比单一的活性污泥系统具有更强的运行稳定性和处理能力。复合反应器在去除CODCr及N方面,能表现出良好的去除效果。系统出水CODCr在10mg/L左右,NH3-N值基本上低于2mg/L,其相应的平均去除率为95%,TN浓度平均值为15.3mg/L,其相应的平均去除率为62%。2.控制其他条件不变,复合反应器中,DO为1.33.2mg/L时,反应器对CODCr的去除效果较好,DO为1.52.2mg/L时,反应器对NH3-N的去除效果较好,去除率可以达到90%以上。在弱碱性的环境下,系统处理效果更好。反应器有机物去除率随着HRT的增高而不断的降低,HRT为8h时,反应器达到最佳运行状态。3.HMBR系统同步硝化反硝化效率比较高,生物膜特殊的传质与扩散模式对反应器的同步硝化反硝化起着重要作用。4.抽停时间、曝气强度、污泥浓度、膜通量是影响膜生物反应器膜污染速率的重要因素,在本试验中,适宜的操作条件是:抽6min,停5min,曝气强度为12 m3·m-2·h-1,悬浮污泥浓度2g/L,附着污泥浓度6g/L,膜通量20L/（m2·h）。空曝气、水力反洗和化学清洗对膜通量的恢复是有效的。5.10～15℃的条件下,HMBR中生物相十分丰富且数量较多,活性较高,复合膜生物反应器对CODCr及N去除效果也较好。膜过滤的存在,保证了HMBR系统稳定、优良的出水水质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 膜生物反应器
• 1.2.1 膜生物反应器的发展
• 1.2.2 膜生物反应器的分类及特点
• 1.2.3 膜生物反应器存在的问题及改进
• 1.3 复合膜生物反应器处理技术
• 1.3.1 复合生物反应器处理技术及其发展状况
• 1.3.2 复合膜生物反应器处理技术及其发展状况
• 1.3.3 复合膜生物反应器处理技术的研究意义
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第2章 试验装置与试验方法
• 2.1 工艺流程及试验装置
• 2.1.1 试验工艺流程
• 2.1.2 膜组件
• 2.1.3 悬浮生物载体
• 2.2 试验条件
• 2.2.1 原水水质
• 2.2.2 工艺运行参数
• 2.3 分析方法
• 第3章 试验安排及启动
• 3.1 试验安排
• 3.1.1 活性污泥的培养及填料的挂膜特性研究
• 3.1.2 常温下复合膜生物反应器与一体式膜生物反应器降解特性的对比
• 3.1.3 常温下复合膜生物反应器用于污水回用的研究
• 3.1.4 膜污染因素及控制措施研究
• 3.1.5 低温下复合膜生物反应器处理污水的特性研究
• 3.2 试验的启动
• 3.2.1 活性污泥的培养驯化
• 3.2.2 生物膜的培养与生长
• 第4章 复合膜生物反应器与一体式膜生物反应器处理生活污水的比较
• 4.1 试验装置与试验条件
• 4.1.1 污水回用标准
• 4.1.2 试验装置
• 4.1.3 试验条件
• 4.2 试验结果分析
• 4.2.1 对有机物的去除
• 4.2.2 悬浮生长微生物特性比较
• 4.2.3 抗COD 冲击负荷能力的比较
• 4.3 小结
• 第5章 复合膜生物反应器处理生活污水特性的研究
• 5.1 复合膜生物反应器对有机物的去除效果
• Cr 的去除'>5.1.1 COD_Cr的去除
• 3-N 的去除'>5.1.2 对NH₃-N 的去除
• 5.1.3 对TN 的去除
• 5.2 复合膜生物反应器对有机物去除的影响因素分析
• 5.2.1 DO 对有机物去除效果的影响
• 5.2.2 pH 值对有机物去除的影响
• 5.2.3 水力停留时间对复合膜生物反应器运行效果的影响
• 5.3 复合膜生物反应器中同步硝化反硝化的研究
• 5.3.1 复合膜生物反应系统同步硝化反硝化功效
• 5.3.2 复合膜生物反应系统同步硝化反硝化的机理浅析
• 5.4 小结
• 第6章 复合膜生物反应器的膜污染及控制
• 6.1 膜污染及浓差极化
• 6.1.1 浓差极化及其危害
• 6.1.2 膜污染的影响因素及机理
• 6.2 操作调节对膜污染的影响
• 6.2.1 抽吸时间及曝气强度对膜污染的影响
• 6.2.2 悬浮污泥浓度与附着污泥浓度比例对膜污染的影响
• 6.2.3 膜通量对膜污染的影响
• 6.3 膜污染的控制措施
• 6.3.1 空曝气的效果
• 6.3.2 水力反洗的效果
• 6.3.3 化学药剂清洗的效果
• 6.4 小结
• 第7章 低温下复合膜生物反应器的处理效果
• 7.1 生物活性及微生物特征
• 7.2 去除有机物的效果
• Cr 的去除'>7.2.1 COD_Cr的去除
• 3-N 的去除'>7.2.2 对 NH₃-N 的去除
• 7.2.3 对 TN 的去除
• 7.3 小结
• 结论及建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果