一体式与复合式膜生物反应器处理生活污水的试验研究

【摘要】： 本文对MBR与PAC-MBR两种膜生物反应器处理生活污水进行试验研究,研究了两种膜生物反应器长期运行的可行性、动力学降解模式、最优运行条件的控制、胞外聚合物与膜污染的关系。 研究了阳离子树脂法提取EPS的最佳条件。结果表明,树脂投加量为60g/gVSS、提取时间为4h、振摇频率为200rpm时,EPS提取效果较佳。并与超声波树脂联用法进行比较。 在膜生物反应器长期运行的可行性研究中,两种膜生物反应器运行十几天后趋于稳定,对COD和NH_4~+-N的去除率都很高,平均去除率都在95%以上,出水COD20mg/L,NH_4~+-N2mg/L,其中PAC-MBR对COD的去除效果优于MBR,尤其在启动初期,二者差别较大。两种反应器对TN的去出率差别不大,稳定阶段去除率在60%左右。同时考察了EPS含量与膜污染的关系,与MBR相比,PAC-MBR中因粉末活性炭的加入,EPS含量及粘度较低,过膜压力变化较慢,膜污染有所减轻。并对反应器中悬浮EPS含量和膜阻力进行曲线拟合,二者相关性较好。 分别以Eckenfelder模型和Monod模型为基础,研究了MBR中COD和NH4+-N的降解速率与运行时间的关系,结果表明当MBR和PAC-MBR的运行时间分别为39~48d和48d时,COD降解速率最大;对应的运行时间为32d和25d时,NH_4~+-N氧化速率最大。此外发现EPS和COD降解速率常数有很好的相关性, MBR与PAC-MBR中二者的关系式分别为:CEPS=38.268K1+161.08;CEPS=59.287K2+77.33。 两种膜生物反应器的最佳运行条件比较一致,都是:HRT=6h;DO=2.5mg/L;pH=7.13～8.05,C/N=18.2～38.92。并且考查了EPS含量随各参数改变的变化规律。 【关键词】：MBR PAC-MBR 胞外聚合物 膜污染
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题的提出10-11
• 1.2 膜生物反应器（MBR）技术的研究进展11-13
• 1.2.1 MBR在国际上的研究进展11-12
• 1.2.2 MBR在国内的研究进展12-13
• 1.3 膜生物反应器（MBR）的组成及特点13-15
• 1.3.1 膜生物反应器的分类13-14
• 1.3.2 膜生物反应器的优缺点14-15
• 1.4 胞外聚合物（EPS）的研究15-18
• 1.4.1 EPS对膜通量的影响16-17
• 1.4.2 MBR运行工况对EPS和膜污染的影响17-18
• 1.5 本文研究的主要内容、目的和意义18-19
• 1.5.1 研究的主要内容18
• 1.5.2 研究的目的和意义18-19
• 第2章 EPS的提取及测定方法19-32
• 2.1 胞外聚合物（EPS）的提取方法19-21
• 2.1.1 阳离子交换树脂法(CER)提取EPS20
• 2.1.2 超声波树脂联用法提取EPS20-21
• 2.2 EPS的各成分的测定方法21
• 2.3 试验材料及方法21-31
• 2.3.1 试验仪器和试剂21
• 2.3.2 试验中的活性污泥21-25
• 2.3.3 超声波树脂连用法提取EPS的试验结果及分析25-31
• 2.3.4 树脂法与超声树脂联用法比较31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 MBR与PAC-MBR处理效能分析32-47
• 3.1 试验与分析方法32-35
• 3.1.1 试验装置32-34
• 3.1.2 水质分析方法34
• 3.1.3 试验条件34-35
• 3.1.4 试验原水水质35
• 3.2 MBR与PAC-MBR对COD的去除比较与分析35-37
• 3.3 MBR与PAC-MBR对NH_4~+-N的去除比较与分析37-38
• 3.4 MBR与PAC-MBR中NO_X~--N的变化38-39
• 3.5 MBR与PAC-MBR对TN的去除比较与分析39-40
• 3.6 MBR与PAC-MBR对浊度的去除比较与分析40-42
• 3.7 MBR与PAC-MBR中膜污染的比较与分析42-46
• 3.7.1 过膜压力和粘度随运行时间的变化42-43
• 3.7.2 胞外聚合物随运行时间的变化43-44
• 3.7.3 胞外聚合物与膜污染的关系44-46
• 3.8 本章小结46-47
• 第4章 两种膜生物反应器中污染物降解速率的研究47-60
• 4.1 有机底物去除动力学47-48
• 4.2 硝化反应动力学48-50
• 4.2.1 亚硝酸菌增殖速度48-49
• 4.2.2 氨氮氧化速度49-50
• 4.3 试验结果与分析50-59
• 4.3.1 试验配水50
• 4.3.2 试验方法50
• 4.3.3 运行时间对有机底物降解速率的影响50-54
• 4.3.4 胞外聚合物与有机底物降解速率常数的关系54-55
• 4.3.5 运行时间对氨氮去除速率的影响55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 两种膜生物反应器的影响因素试验研究60-74
• 5.1 HRT对膜生物反应器处理效果的影响60-63
• 5.1.1 HRT对COD去除效果的影响60-61
• 5.1.2 HRT对NH_4~+-N去除效果的影响61-62
• 5.1.3 HRT对EPS含量的影响62-63
• 5.2 DO对膜生物反应器处理效果的影响63-66
• 5.2.1 DO对COD去除效果的影响63-64
• 5.2.2 DO对NH_4~+-N去除效果的影响64-65
• 5.2.3 DO对EPS含量的影响65-66
• 5.3 pH对膜生物反应器处理效果的影响66-69
• 5.3.1 pH对COD去除效果的影响66-67
• 5.3.2 pH对NH_4~+-N去除效果的影响67-68
• 5.3.3 pH对EPS含量的影响68-69
• 5.4 C/N对膜生物反应器处理效果的影响69-72
• 5.4.1 C/N对COD去除效果的影响69-70
• 5.4.2 C/N对NH_4~+-N去除效果的影响70-71
• 5.4.3 C/N对EPS含量的影响71-72
• 5.5 本章小结72-74
• 结论74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文80-82
• 致谢82

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