复合式膜生物反应器脱氮及剩余污泥磷回收试验研究

论文摘要

膜生物反应器工艺因为具有处理效率高,占地面积小,剩余污泥产量少等诸多优点一直是近年来的研究热点。而膜生物反应器普遍存在着除磷效果差的问题,针对此问题以及为了更好的回收利用水中的磷元素提出了“污泥外循环复合式膜生物反应器同步脱氮回收磷工艺”。本文将重点对复合式膜生物反应器中各种设计参数对脱氮效果的影响及以磷酸铵镁形态回收磷的效果进行分析和探讨。试验首先考察了复合式膜生物反应器（HMBR）内溶解氧（DO）浓度及碳氮比（C/N）对处理效果及同步硝化反硝化作用的影响。考察DO对出水效果的影响时发现,当反应器内的DO浓度从1mg/L到6mg/L变化时,出水的COD没有明显变化,去除率均可达到90%左右。DO浓度在2mg/L到6mg/L之间时,氨氮的处理效果也没有明显改变,基本保持在90%以上,可见DO在2mg/L以上时均可以认为是供氧充足,可以满足硝化菌对氨氮的降解需要。而当DO下降到1mg/L时,氨氮的去除率明显下降,平均去除率仅为75.6%。出水硝态氮主要以NO3-N形态存在,并且随着DO浓度的降低而降低。出水总氮（TN）受氨氮和硝态氮两方面影响,在DO浓度为2mg/L时处理效果最佳。综合得到HMBR反应器内最佳DO浓度为2mg/L。考察C/N对出水效果的影响时发现,出水COD受C/N的影响不大。当C/N从5提高到20的过程中,随C/N的提高氨氮及总氮的处理效果逐渐增加,当C/N达到20时处理效果最好,分别为92.0%和73.2%,当C/N上升到30时,由于氨氮浓度过低导致处理效果有所下降。综合考虑各处理因素得到HMBR反应器内最佳C/N为20。在磷回收的装置性实验中首先通过静态试验考察了不同反应时间的除磷效果,得到在反应时间为20min时磷回收率最高。进而计算出理论上的最佳进水流速,以此为基础进行连续性进水实验,得到最佳的进水负荷为30L/h。同时通过试验比较得出,以磷酸铵镁形式回收磷的连续性实验中合理的[NH3-N]:[P]应在4:16:1之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题的意义
• 1.2 课题主要研究内容的国内外研究进展
• 1.2.1 膜生物反应器的研究进展
• 1.2.2 污水中磷的去除研究进展
• 1.2.3 污水中磷的回收研究进展
• 1.3 本文主要的研究内容
• 第2章 试验材料和方法
• 2.1 试验装置与工艺
• 2.1.1 复合式膜生物反应器装置
• 2.1.2 磷回收装置
• 2.2 试验用水水质与分析检测方法
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 复合式膜生物反应器的运行
• 2.3.2 磷回收实验
• 第3章 HMBR工艺的除污效果
• 3.1 HMBR工艺对COD的处理效果
• 3.2 HMBR工艺对氨氮的处理效果
• 3.3 HMBR工艺出水的硝态氮变化
• 3.4 HMBR工艺对总氮的处理效果
• 3.5 HMBR工艺对悬浮物的处理效果
• 3.6 本章小结
• 第4章 HMBR工艺影响因素分析
• 4.1 DO对复合式膜生物反应器处理效果的影响
• 4.1.1 不同DO时HMBR的处理效果
• 4.1.2 DO对HMBR处理效果的影响分析
• 4.1.3 DO对硝态氮的影响分析
• 4.2 C/N对复合式膜生物反应器处理效果的影响
• 4.2.1 不同C/N时HMBR的处理效果
• 4.2.2 不同C/N对HMBR处理效果的影响分析
• 4.2.3 不同C/N对硝态氮的影响分析
• 4.3 HMBR中同步硝化反硝化机理的探讨
• 4.3.1 DO与同步硝化反硝化的关系
• 4.3.2 C/N与同步硝化反硝化的关系
• 4.4 本章小结
• 第5章 富磷污水磷回收试验研究
• 5.1 磷回收原理
• 5.2 以磷酸铵镁形态回收磷的装置性试验
• 5.2.1 最佳沉淀时间的确定
• 5.2.2 最佳进水负荷的确定
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢