气升循环式膜—生物反应器机理研究

论文摘要

以X-flow新型膜组件为核心，借鉴传统外置式膜-生物反应器的设计模式研发了气升循环式膜-生物反应器，该反应器结合了一体式和外置式膜-生物反应器的一些优点。采用“通量阶梯式递增法”，测定了气升循环式膜-生物反应器的膜临界通量，临界通量的范围曲线把膜通量区域划分为三个操作区域：超临界区，临界区和次临界区。分析了曝气强度，污泥浓度和循环流量对于膜临界通量的影响。通过气升循环式膜-生物反应器在次临界通量操作条件下长期运行试验，考核了其运行特性。气升循环式膜-生物反应器的出水CODCr和NH4+-N优于国家生活杂用水回用标准；本试验装置具备一定的同步硝化反硝化的脱氮潜力和生物除磷潜力。通过气升循环式膜-生物反应器通量优化试验，对反洗频率，反洗时长和温度三个方面进行调整，运行膜通量显著提高，并实现了超临界通量下的稳定运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 膜-生物反应器发展概述
• 1.2 循环式膜-生物反应器的研究发展
• 1.2.1 错流过滤
• 1.2.2 循环式 MBR 工艺简介
• 1.2.3 膜分离技术的研究进展
• 1.2.4 循环式 MBR 的处理效果
• 1.3 气升循环式膜-生物反应器的研究发展
• 1.3.1 气冲技术
• 1.3.2 气升循环式 MBR 工艺简介
• 1.3.3 气升循环式 MBR 的研究进展
• 1.4 临界通量的概念及其意义
• 1.5 研究目的和研究内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 2 气升循环式膜-生物反应器的设计与膜的清水通量试验
• 2.1 X-flow 技术简介
• 2.2 新型管式膜组件的设计
• 2.2.1 新型管式膜组件的设计
• 2.2.2 布气装置的设计
• 2.3 气升循环式膜-生物反应器的设计
• 2.3.1 试验装置工艺图
• 2.3.2 试验装置的设计
• 2.3.3 测压系统
• 2.3.4 在线反清洗系统
• 2.4 膜的清水通量试验
• 2.4.1 试验步骤
• 2.4.2 试验结果
• 2.5 本章小结
• 3 不同操作条件下的膜临界通量
• 3.1 试验装置和试验方法
• 3.1.1 试验装置
• 3.1.2 临界通量的测定方法
• 3.1.3 运行实验方法
• 3.2 不同工况下的临界通量试验结果
• -1'>3.2.1 污泥浓度4gL^-1
• -1'>3.2.2 污泥浓度8gL^-1
• -1'>3.2.3 污泥浓度12gL^-1
• 3.2.4 临界通量区域值
• 3.3 曝气强度（气水比r）对临界通量的影响
• 3.4 污泥浓度对临界通量的影响
• 3.5 循环流量对临界通量的影响
• 3.6 本章小节
• 4 气升循环式膜-生物反应器长期运行试验
• 4.1 试验装置和试验方法
• 4.1.1 试验装置
• 4.1.2 试验工况的确定
• 4.1.3 测试项目及方法
• 4.2 污染物的去除特性
• 4.2.1 有机物去除效果
• 4.2.2 氨氮去除效果
• 4.2.3 总氮去除效果
• 4.2.4 总磷去除效果
• 4.2.5 浊度去除效果
• 4.3 膜运行通量优化试验
• 4.3.1 膜运行通量分析及优化方法
• 4.3.2 反洗频率对膜通量的影响
• 4.3.3 反洗时长对膜通量的影响
• 4.3.4 温度对膜通量的影响
• 4.4 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献