固定化和膜生物反应器技术处理海水冲厕污水初步研究

【摘要】：膜生物反应器是近年发展起来的将生物处理和膜过滤技术结合于一体的废水处理新技术。它用膜组件取代传统生化处理技术中的二次沉淀池,因而具有污泥浓度高,污泥产率低,对有机污染物去除率高,出水水质优质、稳定,并且管理方便,易于实现自动化控制等优点。研究者在利用膜生物反应器处理废水的研究中,对膜生物反应器操作运行条件优化、污染物去除效果影响因素及膜污染机理等方面进行了大量的工作,但膜污染问题仍然是限制膜生物反应器广泛应用的重要因素之一。细胞固定化技术是上世纪70年代发展起来的一项新兴技术,具有细胞密度高、作用时间长、微生物流失少、固液易分离的优点。本论文旨在通过实验探讨利用固定化技术和一体式膜生物反应器处理海水冲厕污水的可行性。 本论文包括固定化和膜生物反应器处理海水冲厕污水研究两部分。固定化采用聚乙烯醇—硼酸法,通过测定固定化颗粒的强度和污染物的去除率选择出合适的包埋剂以及它们之间的最佳配比;在此基础上探讨了不同温度、pH值、污泥浓度和氯离子浓度条件下,固定化微生物对NH_3-N和COD_(Cr)的去除情况,从而找出固定化微生物去除污染物的最适宜的条件。本文通过在聚乙烯醇溶液中添加适量包埋剂来固定化活性污泥,初步实验结果表明,SiO_2为10g/L、CaCO_3为1.25 g/L、包泥量为1:4,交联时间在24小时以上时为较好的固定化改善条件。正交试验结果表明聚乙烯醇浓度为80g/L、海藻酸钠为4g/L、活性炭为10g/L时,固定化颗粒的强度和去除效果最佳。不同条件下的污染物去除效果表明:在30℃下NH_3-N和COD_(Cr)的去除率最好,12小时其去除率分别为为83.9%、84.2%;活性污泥固定化以后,耐酸碱冲击的能力增强,对NH_3-N和COD_(Cr)的去除率增大,在pH4～10之间均有很好的去除效果;固定化污泥的适宜用量为75g/L。连续流化床实验研究表明,固定化颗粒稳定运行2个月情况良好,出水NH_3-N和COD_(Cr)符合《污水综合排放标准》中的二级标准。扫描电镜表明,活性污泥固定化以后,内部形成网状结构,这种结构可以防止包埋细菌的流失,增强基质及代谢产物的传递,更有利于微生物细菌附着生长。 本论文采用一体式好氧膜生物反应器来处理海水冲厕污水。膜生物反应器操作条件优化实验结果表明,本系统最佳的操作条件为平均水力停留时间4小时, 【关键词】：膜生物反应器 固定化 海水冲厕污水 去除率 膜污染
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X703
【目录】：

• 0 前言11-13
• 1 绪论13-28
• 1.1 固定化技术简介及研究现状13-18
• 1.1.1 固定化技术简介13-15
• 1.1.2 固定化细胞技术研究现状及发展前景15-17
• 1.1.3 PVA-H_3BO_3法固定化技术存在问题及研究方向17-18
• 1.2 膜生物反应器技术及研究现状18-26
• 1.2.1 膜生物反应器概述18-19
• 1.2.2 膜生物反应器工艺研究及应用现状19-26
• 1.3 本文的研究目的和研究内容26-28
• 1.3.1 研究目的26
• 1.3.2 研究内容26-28
• 2 固定化技术处理海水冲厕污水初步研究28-48
• 2.1 实验仪器、材料与方法28-32
• 2.1.1 实验仪器与设备28
• 2.1.2 实验材料28-29
• 2.1.2.1 主要实验试剂28-29
• 2.1.2.2 实验水样29
• 2.1.3 实验方法与测定分析方法29-32
• 2.1.3.1 活性污泥样品的采集、驯化及保存29
• 2.1.3.2 包埋方法29-30
• 2.1.3.3 实验项目30-31
• 2.1.3.4 分析方法31-32
• 2.2 实验结果与讨论32-46
• 2.2.1 包埋剂最佳比例的确定32-35
• 2.2.1.1 包泥量的确定33
• 2.2.1.2 正交试验33-35
• 2.2.2 固定化污泥对海水冲厕污水的处理效果研究35-42
• 2.2.2.1 不同温度、作用时间下污染物的去除效果35-36
• 2.2.2.2 不同pH下污染物的去除效果36-38
• 2.2.2.3 不同污泥浓度下污染物的去除效果38-39
• 2.2.2.4 不同氯离子浓度下污染物的去除效果39-40
• 2.2.2.5 氯离子浓度对COD_(cr)测定的影响40-42
• 2.2.3 固定化颗粒稳定运行情况及扫描电镜观察42-46
• 2.3 小结46-48
• 3 膜生物反应器处理海水冲厕污水初步研究48-72
• 3.1 实验装置与方法48-56
• 3.1.1 传统活性污泥法工艺及流程48
• 3.1.2 实验装置及实验方法48-51
• 3.1.2.1 膜组件及实验流程49-50
• 3.1.2.2 其它实验仪器与设备50-51
• 3.1.3 实验材料51-52
• 3.1.3.1 主要实验试剂51-52
• 3.1.3.2 实验水样52
• 3.1.4 污泥驯化52
• 3.1.5 分析方法及原理52-56
• 3.2 实验结果与讨论56-71
• 3.2.1 初步条件探讨56-60
• 3.2.1.1 停留时间对去除效果的影响56-57
• 3.2.1.2 污泥浓度的影响57-58
• 3.2.1.3 Cl~-浓度的影响58-59
• 3.2.1.4 曝气强度的影响59-60
• 3.2.1.5 其它因素影响60
• 3.2.2 稳定运行阶段60-70
• 3.2.2.1 浊度去除情况61
• 3.2.2.2 COD的去除情况61-63
• 3.2.2.3 TOC及BOD_5的去除情况63-64
• 3.2.2.4 氮的去除情况64-67
• 3.2.2.5 总磷的去除情况67-68
• 3.2.2.6 pH、DO及污泥浓度的变化68-69
• 3.2.2.7 膜污染情况69-70
• 3.2.3 固定化技术在生物反应器中的应用初步研究70-71
• 3.3 小结71-72
• 4 结论72-74
• 4.1 结论72-73
• 4.2 研究特色73
• 4.3 不足73-74
• 参考文献74-79
• 致谢79

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