复合式膜生物反应器在城市污水处理中的应用研究

【摘要】： 本课题的研究目的是研制一套用于提高污水回用和保护水资源的新型反应器,因此,设计了装载有新型悬浮填料的复合式膜生物反应器。本课题重点研究操作参数(水力停留时间,污泥龄,污泥负荷,溶解氧)对复合式膜生物反应器性能的影响。 反应器在不排泥条件下运行了一个月,以研究HRT对反应器性能的影响。HRT分别为12h、10h、8h,试验结果表明,无论HRT如何变化,系统对COD的去除率均在95%以上,在试验所选水力停留时间内,HRT对COD去除率的影响不明显。从NH4+-N去除率可以看出,生物反应器对NH4+-N的去除率随HRT的增加而降低,膜对NH4+-N的截留效果不明显。有毒物质(甲苯、吡啶)的去除率随HRT的增加而增加。综合考虑,选定HRT=8h。 在HRT=8h条件下,改变污泥龄使其分别为10d、15d、20d,以研究污泥龄对反应器性能的影响。结果表明,COD、NH4+-N和有毒物质(甲苯、吡啶)的去除率均随污泥龄的增加而增加。 在HRT=8h及不排泥条件下,研究了污泥负荷对反应器性能的影响。结果表明,COD去除率随COD污泥负荷的增加而增加,NH4+-N去除率随NH4+-N污泥负荷的增加而降低,有毒物质(甲苯、吡啶)的去除率随进水中有毒物质浓度的增加而降低。 在HRT=8h及不排泥条件下,研究了DO对反应器性能的影响。COD去除率随DO的增加而增加,NH4+-N去除率在DO=2mg/L时达到最大值,有毒物质(甲苯、吡啶)的去除率均随DO的增加而增加。 色质联机分析表明出水中含有少量有毒中间产物,但其浓度很低。 本论文还进行了膜清洗试验,并通过扫描电镜观察了清洗效果。试验表明,化学清洗后污染膜能基本恢复清洁膜的结构。 【关键词】：复合式膜生物反应器 城市污水 有毒有机物 膜污染
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 我国水资源和水污染现状10-11
• 1.2 国内外污水回用现状11-12
• 1.3 污水回用技术12
• 1.4 膜生物反应器12-19
• 1.4.1 膜生物反应器的发展概况12-14
• 1.4.2 膜生物反应器的结构、分类和特点14-17
• 1.4.3 膜生物反应器中膜的选择17-18
• 1.4.4 膜生物反应器运行的影响因素18-19
• 1.5 城市污水毒性削减研究概况19-27
• 1.5.1 城市污水中的有毒有机物19
• 1.5.2 有毒有机物的种类及其危害19-21
• 1.5.3 有毒有机物的迁移转化21-23
• 1.5.4 污水毒性削减工艺的研究进展23-27
• 1.6 课题的提出、目的、意义及研究内容27-29
• 1.6.1 课题的提出、目的及意义27-28
• 1.6.2 本课题的研究内容28-29
• 第二章 试验装置及方法29-38
• 2.1 实验装置29-34
• 2.1.1 复合式膜生物反应器简介29
• 2.1.2 复合式膜生物反应器所用填料及膜组件简介29-30
• 2.1.3 复合式膜生物反应器污水处理技术特点及悬浮填料移动床工艺系统特点30-33
• 2.1.4 复合式膜生物反应器工艺流程33-34
• 2.2 试验方法34-38
• 2.2.1 模拟城市污水水质34-35
• 2.2.2 实验方案35-36
• 2.2.3 分析项目与分析方法36-38
• 第三章 复合式膜生物反应器驯化挂膜试验38-44
• 3.1 驯化挂膜过程中生物相的变化38-40
• 3.2 驯化挂膜过程中污泥量的变化40-41
• 3.3 挂膜成功的判定41
• 3.4 驯化挂膜过程中 COD 的去除效果41-42
• 3.5 驯化挂膜过程中 NH_4~+-N 的去除效果42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 复合式膜生物反应器污染物去除效果及其影响因素研究44-76
• 4.1 复合式膜生物反应器对污染物的整体去除效果44-46
• 4.1.1 COD 的去除44-45
• 4.1.2 NH_4~+-N 的去除45-46
• 4.2 不排泥条件下水力停留时间对污染物去除效果的影响46-58
• 4.2.1 膜生物反应器不排泥运行的理论46-47
• 4.2.2 水力停留时间对COD 去除效果的影响47-52
• 4.2.3 水力停留时间对NH_4~+-N 去除效果的影响52-58
• 4.3 污泥龄对污染物去除效果的影响58-69
• 4.3.1 污泥龄对COD 去除效果的影响58-63
• 4.3.2 污泥龄对NH_4~+-N 去除效果的影响63-69
• 4.4 污泥负荷对污染物去除效果的影响69-72
• 4.4.1 COD 污泥负荷对COD 去除效果的影响69-71
• 4.4.2 NH_4~+-N 污泥负荷对NH_4~+-N 去除效果的影响71-72
• 4.5 DO 对污染物去除效果的影响72-74
• 4.5.1 DO 对COD 去除效果的影响72-73
• 4.5.2 DO 对NH_4~+-N 去除效果的影响73-74
• 4.6 本章小结74-76
• 第五章 复合式膜生物反应器对有毒有机物的降解研究76-82
• 5.1 气相色谱法对各单元出水有毒物质含量的定量分析76-79
• 5.1.1 水力停留时间对有毒物质去除效果的影响76-77
• 5.1.2 污泥龄对有毒物质去除效果的影响77
• 5.1.3 有毒物质浓度对其去除效果的影响77-78
• 5.1.4 DO 对有毒物质去除效果的影响78-79
• 5.2 GC/MS 对各单元出水有毒物质的定性分析79-81
• 5.2.1 GC/MS 分析条件79-80
• 5.2.2 GC/MS 测试结果及分析80-81
• 5.3 本章小结81-82
• 第六章 复合式膜生物反应器的膜污染及控制82-88
• 6.1 膜污染的机理及危害82-84
• 6.1.1 膜污染机理82-83
• 6.1.2 膜污染的危害83-84
• 6.2 不同水力停留时间对膜污染的影响84-85
• 6.3 膜污染的控制85-87
• 6.3.1 膜污染的特征和现象分析85-86
• 6.3.2 减缓膜污染的方式86-87
• 6.4 本章小结87-88
• 结论与建议88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94

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