折流生物膜反应器处理景观水工艺特性研究

论文摘要

随着城市生态建设的快速发展,城区小型景观水体数量越来越多。但由于其具有面积小、水浅、分散等特点,因此水体抗干扰能力低,易发生水体富营养化甚至“水华”,不仅影响景观水体的观赏价值,而且污染环境。开展对城市小型景观水体治理的研究,在当前城市生态建设中具有重要意义。折流式生物膜反应器（baffled membrane reactor,简称BMBR）是一种以玻璃纤维与活性炭纤维组合的膜载体为折流挡板的新型污水处理工艺。膜组件在该反应器中具有两方面作用：一方面作为生物膜载体；另一方面作为折流挡板,改变水流方向,使水流沿隔板之间的廊道往复前进,从而增长水流流程、加大水流紊动及延长废水与生物膜接触反应时间,达到提高净化效率的目的。本论文针对景观水体相对污染物浓度低、营养比例失衡的封闭水体的特点,采用活性炭纤维填料BMBR工艺对其进行深度净化,研究了工艺的启动、处理效果、分析运行过程中各种影响参数和脱氮机理,得到以下试验结果：在试验的启动阶段,以人工模拟景观水作为试验原水,采用投加种泥-闷曝-连续流培养方式进行挂膜,折流状况下,活性炭纤维挂膜效果好,5d后生物膜厚度达到2-3mm。同时,观察了挂膜过程中微生物的变化,发现细菌在整个过程中占主导地位,钟虫、累枝虫、盾纤虫等纤毛类原生动物数量较多,生物膜成熟后,出现了轮虫,线虫等微型后生动物；前端曝气连续进入景观水情况下,在进水DO约为3-3.3mg／L,回流比为1：1,水力停留时间为3-4h的条件,CODCr、氨氮、浊度、TP以及TN的去除率分别达到了80%、80%、50%、81%和40%,BMBR在长时间连续运行过程中对污染物的去除具有稳定、良好的效果。分析各影响因数得出最佳的运行参数为：HRT为3h,进水DO为3～3.5mg／L,C／N比为16,回流比为1：1；考察了折流生物膜反应器的生物膜的特性,发现生物膜干重沿程差异明显,随着与进水口距离的增加,不断减少,通过监测反应器DO、NH4+-N和NO3--N、NO2--N沿程分布可知反应器中发生同步硝化反硝化反应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 城市景观水体概述
• 1.2.1 城市景观水体的特点
• 1.2.2 我国城市景观水体污染现状
• 1.2.3 景观水体污染的成因
• 1.2.4 景观水体污染的危害
• 1.2.5 我国景观水水质标准
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.3.1 景观水体处理研究现状
• 1.3.2 活性炭纤维法污水处理技术研究现状
• 1.4 本文的研究内容和采取的技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 本文采取的研究技术路线
• 1.5 本文的创新点
• 第2章 反应器设计与实验启动
• 2.1 实验装置设计与制作
• 2.1.1 活性炭纤维膜片研制
• 2.1.2 活性炭纤维膜生物反应器的研制
• 2.2 实验材料与实验仪器
• 2.3.1 实验材料
• 2.3.2 实验仪器、设备
• 2.3 实验分析项目与分析方法
• 2.4 实验启动
• 2.4.1 活性污泥的培养
• 2.4.2 挂膜
• 2.4.3 实验结果分析
• 第3章 BMBR效能和影响因素研究
• 3.1 BMBR的处理效能
• cr的去除效果'>3.1.1 对COD_cr的去除效果
• 3.1.2 对氨氮的去除效果
• 3.1.3 对TN的去除效果
• 3.1.4 对浊度的去除效果
• 3.1.5 对TP的去除效果
• 3.2 影响反应器处理效果主要因素研究
• 3.2.1 HRT的影响
• 3.2.2 逆水DO的影响
• 3.2.3 C/N的影响
• 3.2.4 回流比的影响
• 3.2.5 温度的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 活性炭纤维生物膜净水机理的初步分析
• 4.1 生物膜特性及其对有机物的降解过程
• 4.1.1 活性炭纤维生物膜的构造
• 4.1.2 滤吸附作用
• 4.1.3 物氧化分解作用
• 4.1.4 食物链分级捕食作用
• 4.2 反应器中生物膜沿程分布特征
• 4.3 反应器脱氮机理
• 4.3.1 硝化机理分析
• 4.3.2 反硝化机理分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 在校期间发表论文
• 致谢