无泡曝气膜生物反应器的曝气和硝化研究

论文题目: 无泡曝气膜生物反应器的曝气和硝化研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 环境工程

作者: 刘旦玉

导师: 朱文亭

关键词: 硝化作用,氨氮,无泡曝气膜生物反应器,生物膜工艺,无泡曝气,中空纤维膜

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在生活和工业污水中的氮污染物加速了河流和湖泊的富营养化,氮的去除越来越受到重视。微生物的硝化作用是从污水中去除氨氮的关键步骤,但由于硝化菌生长缓慢并且要相当大的氧消耗,因此硝化菌在争取氧时不及异养菌,结果只有在低的有机物浓度下在传统的生物膜反应器中才能有硝化发生。人们提出MABR有望代替传统的生物膜反应器。在MABR反应器中,生物膜附着在中空纤维膜的外壁上,氧气进入纤维膜管腔内并首先供给与管壁接触的生物膜底层,而有机物从生物膜的外层进入,接着在生物膜底层发生硝化,因为扩散的限制在底层的氧浓度高而有机物浓度低,导致了反应器的高硝化能力。本研究分为三个部分:对无泡曝气中空纤维膜的膜污染与清洗的研究;利用中空纤维膜无泡曝气的研究;使用高浓度的氨氮人工污水（80228mg/L）对MABR硝化能力的研究。通过不同清洗方法对氧传质效率恢复的评价以及对各步清洗后膜表面的观察,对MABR的膜污染特征和膜清洗进行了研究。最终获得了80%的氧传质系数恢复率。研究了水力条件和曝气压强对氧传质能力的影响。在曝气压强为0.025Mpa时雷诺数对舍伍德数的影响可估计为:Sh=1.7957·Re0.3254·Sc0.33。在研究过程中获得了高硝化效果,在完全混合操作过程中在进水负荷最高阶段获得了65%的氨氮去除率和0.377 kgm-3d-1的体积硝化速率;在推流运行时获得了78%的氨氮去除率和0.072 kgm-3d-1的体积硝化速率。实验中研究了影响硝化效果的各种参数如曝气压强、DO、HRT、pH以及COD等。结果表明曝气压强和pH对硝化的影响很大,而COD的影响不明显。此外还计算了氧的利用效率和运行能耗。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章概述

1.1 脱氮技术概述

1.2 污水处理的曝气技术概述

1.3 本实验的研究内容和目的

第二章无泡曝气和MABR的基本原理

2.1 无泡曝气的基本原理

2.2 无泡曝气的优点

2.3 无泡曝气主要的工艺形式

2.4 MABR的基本原理

2.5 MABR处理污水的优点

第三章实验装置及分析项目

3.1 膜组件的选择

3.2 膜的参数

3.3 实验装置

3.4 检测项目与分析方法

第四章中空纤维膜无泡曝气的膜污染与清洗

4.1 无泡曝气膜污染的机理及清洗方法

4.2 实验

4.3 试验结果及分析

4.4 小结

第五章中空纤维膜无泡曝气的影响因素研究

5.1 实验步骤

5.2 试验方法

5.3 泡点测定结果及分析

5.4 无泡曝气氧传质的影响因素分析

5.5 其它因素对氧传质的影响

5.6 无泡曝气的节能高效

第六章 MABR去除氨氮的研究

6.1 进水水质

6.2 挂膜与驯化

6.3 完全混合状态下的氨氮去除

6.4 MABR完全混合运行时硝化过程中主要影响因素

6.5 MABR 推流运行对氨氮和 COD 的去除

6.6 MABR处理高浓度氨氮废水的经济分析

第七章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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无泡曝气膜生物反应器的曝气和硝化研究

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