新型复合式膜生物反应器处理生活污水试验研究

【摘要】：水资源短缺和水环境污染不仅制约了我国经济和社会的发展，而且危害了人民的健康，影响了社会的和谐与稳定。城市污水的处理与回用已成为世界各国解决水问题的必选策略。研究低耗高效的城市污水处理与回用技术具有重要的现实意义。 本课题自主开发了一种新型复合式膜生物反应器(HMBR)，它由间歇式生物反应器单元(SBR)和膜组件单元组成，利用混合液水头压力驱动出水，有效节省膜出水能耗，降低了膜生物反应器系统的运行费用；同时该系统结构简单，无需污泥回流设备，运行模式灵活，出水水质优良，达到城市中水回用标准，必将促进膜生物反应器技术在我国城市污水处理与回用领域的应用。 本试验装置典型运行工艺为：污水首先经过SBR的处理，其上清液进入膜组件中，经膜过滤后得到最终出水。SBR运行模式为：瞬时进水，厌氧搅拌5h，好氧曝气5h，静置沉淀1h，(进)出水1h，出水时对膜组件鼓气。试验装置运行期间除取样外没有排泥，一个运行周期的处理水量为总有效容积的50％。 本装置处理生活污水的试验结果表明：新型复合式膜生物反应器(HMBR)抗冲击负荷能力强，处理出水达到了《城市杂用水再生水水质标准(冲厕)》(GB／T18920-2002)的要求。进水COD、NH_4~+-N、TN和TP分别为83.2～497.6mg／L、7.7～22.5mg／L、12.5～29.9 mg／L和1.23～3.28mg／L时，其去除率平均分别为96％、96.6％、54.4％和96.9％。 在装置稳定运行期间，保持了较高的膜通量26.7～33.4L／m~2·h(平均为30.3L／m~2·h)，远远高于现有的一体式和分体式同类MBR，进一步表明新工艺可以有效控制膜污染。膜清洗试验表明：膜污染物以无机盐为主，且酸洗效果优于碱洗。 装置运行期间的微生物相分析结果表明：由于泥龄差异，混合液中原、后生动物的数量明显比同期传统SBR工艺的多，但是生物种类差异不大。HMBR中的污泥颜色较深，结构较松散，而传统SBR工艺则相反。 新工艺技术经济分析表明：新型复合式膜生物反应器装置能够有效降低污水处理的投资和运行费用，具有明显的竞争优势。随着膜材料的改进，其运行费用还可进一步降低，可望在分散式处理系统建设中得到大量应用。 【关键词】：复合式膜生物反应器 污水处理 膜污染 微生物相 技术经济分析
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 我国水资源和水污染现状9-10
• 1.2 污水生物处理工艺研究现状10-11
• 1.3 膜生物反应器简介11-22
• 1.3.1 膜生物反应器的分类11-13
• 1.3.2 膜生物反应器的优缺点13-14
• 1.3.3 国内外膜生物反应器的应用现状14-17
• 1.3.4 膜生物反应器的处理效果17-19
• 1.3.5 膜生物反应器运行的影响因素19-20
• 1.3.6 膜污染的机理、危害及其控制20-22
• 1.4 本课题的研究目的及研究内容22-23
• 1.4.1 研究目的22
• 1.4.2 研究内容22-23
• 第2章 新型 HMBR处理生活污水试验设计23-31
• 2.1 新型 HMBR的提出23
• 2.2 新型 HMBR的设计23-31
• 2.2.1 试验装置和材料23-25
• 2.2.2 试验污水和污泥25
• 2.2.3 试验运行工艺条件25
• 2.2.4 试验分析方法与仪器25-31
• 第3章 新型 HMBR处理生活污水试验研究31-43
• 3.1 新型 HMBR对 COD的去除效果分析31-34
• 3.1.1 COD的去除效果31-32
• 3.1.2 各单元对 COD去除的贡献32-33
• 3.1.3 COD去除分析33-34
• 3.2 新型 HMBR对 NH_4~+-N的去除效果分析34-36
• 3.2.1 NH_4~+-N的去除效果34-35
• 3.2.2 各单元对 NH_4~+-N去除的贡献35
• 3.2.3 NH_4~+-N去除分析35-36
• 3.3 新型 HMBR对 TN的去除效果分析36-39
• 3.3.1 TN的去除效果36-37
• 3.3.2 各单元对 TN去除的贡献37-38
• 3.3.3 TN去除分析38-39
• 3.4 新型 HMBR对 TP的去除效果分析39-41
• 3.4.1 TP的去除效果39-40
• 3.4.2 各单元对 TP去除的贡献40
• 3.4.3 TP去除分析40-41
• 3.5 一个周期内各污染物变化41-43
• 第4章 膜污染及膜恢复43-46
• 4.1 膜污染43-44
• 4.1.1 膜通量变化43-44
• 4.1.2 影响因素分析44
• 4.2 膜恢复44-46
• 第5章 新型 HMBR中微生物特性分析46-50
• 5.1 活性污泥中的微生物46-47
• 5.2 污泥性能变化47-49
• 5.2.1 污泥沉降指数47
• 5.2.2 污泥活性性能指标47-49
• 5.3 污泥耗氧速率49-50
• 第6章 新型 HMBR的经济分析50-53
• 6.1 MBR系统的费用分析50-52
• 6.1.1 膜生物反应器的工程建设费用50-51
• 6.1.2 膜生物反应器的运行费用51-52
• 6.2 影响新型 HMBR技术经济评价的相关因素分析52-53
• 第7章 结论与建议53-55
• 7.1 结论53-54
• 7.2 建议54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 附录60

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