中试A/O-MBR处理市政污水的试验研究

论文摘要

本试验采用具有中试规模的一体式缺氧/好氧-膜生物反应器（A/O-MBR）处理市政污水,采用间歇式出水方式,反应器正常运行期间（8月24日12月23日）,出水稳定在40L/h,采用过膜压差和比膜通量来表征膜污染情况。研究内容主要包括三方面:一是研究了MBR工艺对污水中有机物、氨氮、总氮、总磷、浊度等指标的去除情况;二是研究了污泥浓度、污泥粘度、出水抽停比、微生物、曝气强度、污泥颗粒粒径、温度等因素对膜污染的影响;三是研究了水力清洗和化学清洗对膜组件比膜通量的恢复情况。在反应器正常运行期间,COD、氨氮、总氮、总磷、TOC的平均去除率分别是89.29%、98.16%、51.49%、66.79%、71.29%,出水平均浊度为0.54NTU。反应器对有机物和氨氮的去除效果很好,对总氮和总磷的去除效果波动较大。污泥浓度控制在30005000mg/L时,对于本试验进水能达到很好的处理效果且膜组件运行稳定,比膜通量可表示为:Jb=k1*J* exp（-k2MLSS）,式中k1、k2为与工况运行参数相关的系数,在膜通量、各工艺参数不变的情况下可视为常数。污泥浓度的增加会导致污泥粘度和胞外聚合物浓度的增加。考虑既有效控制膜阻力的增长又保证满足出水量的要求,试验确定最佳出水抽停时间比为:10min:3min。胞外聚合物是造成膜污染的主要因素,蛋白质和多糖是组成胞外聚合物的主要物质,二者总含量占EPS的52.67%。丝状菌等微生物是污泥絮凝、聚集的骨架,但这些微生物可以在膜表面大量吸附并且插入膜孔造成膜孔径减小或形成堵塞。曝气强度过大或过小都会导致膜污染,曝气强度的增加会导致污泥颗粒粒径的减小,宜将曝气强度控制在临界曝气强度附近,本试验最佳曝气强度为1.3m3/h。低温较容易导致膜污染,本试验中温运行阶段污泥粘度的平均值为6.67Pa.s,低温运行阶段的污泥粘度粘度平均值为9.56Pa.s。水力清洗后膜组件比膜通量相比于清洗之前恢复93.75%,化学清洗后恢复程度为100%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 水资源现状
• 1.2 膜生物反应器的组成及膜性能
• 1.2.1 MBR 的组成及特点
• 1.2.2 膜的性能
• 1.3 膜工艺的基本原理
• 1.3.1 膜的质量传质
• 1.3.2 滤饼层的质量传质
• 1.4 膜污染及膜清洗
• 1.4.1 胞外聚合物
• 1.4.2 溶解性微生物产物
• 1.4.3 膜污染防治及膜清洗
• 1.5 本试验意义、目的和内容
• 第二章 试验装置和试验方法
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 试验装置图
• 2.1.2 试验膜组件
• 2.2 试验工作方案
• 2.3 试验检测分析方法
• 2.3.1 试验检测项目
• 2.3.2 试验检测方法
• 第三章 中试A/O-MBR 处理市政污水效果研究
• 3.1 中试A/O-MBR 的启动
• 3.2 反应器运行初期事故阶段运行情况
• 3.3 反应器正常运行期污泥基本特性
• 3.4 反应器正常运行期水处理效果
• cr的去除'>3.4.1 A/O-MBR 对COD_cr的去除
• 4⁺-N 及TN 的去除'>3.4.2 A/O-MBR 对NH₄⁺-N 及TN 的去除
• 3.4.3 A/O-MBR 对TP 的去除
• 3.4.4 A/O-MBR 对浊度的去除
• cr的相关性研究'>3.4.5 TOC 的去除及与COD_cr的相关性研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 A/O-MBR 膜污染分析与控制
• 4.1 A/O-MBR 膜污染的影响因素分析
• 4.1.1 污泥浓度和污泥粘度对膜污染的影响
• 4.1.2 出水抽停比对膜污染的影响
• 4.1.3 EPS 对膜污染的影响
• 4.1.4 微生物对膜污染的影响
• 4.1.5 曝气强度对膜污染的影响/曝气强度对污泥颗粒粒径的影响
• 4.1.6 反应器曝气系统设计对膜污染的影响
• 4.1.7 温度对膜污染的影响
• 4.1.8 各种影响膜污染因素之间的联系
• 4.2 膜污染后对膜组件的水力清洗及化学清洗
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢