一种新型两段式生物反应器处理生活污水的试验研究

【摘要】：本论文开发研究了一种利用两段式生物反应器实现废水资源化的新型工艺，设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器和膜生物反应器两个生物反应阶段。在第一阶段中，通过对序批式反应器内好氧颗粒污泥的培育实现了有机物的高效去除，在此过程中产生少量的剩余污泥，而随出水被洗出的分散细菌(SS)刚好成为第二个阶段即膜生物反应器内原、后生动物的养分：第二阶段则在MBR内对污水进行深一步处理，实现对第一阶段有机物的进一步降解，提高出水水质，同时微型动物大量捕食细菌，实现剩余污泥减量化。 在序批式反应器中，通过改变操作条件培养出颗粒活性污泥，较小的沉淀时间是产生颗粒污泥的主要因素。在较低的沉降速度下产生以菌胶团为主的颗粒，提高污泥的沉降速度产生以丝状菌为主要结构的颗粒污泥。反应器的容积负荷对颗粒结构有一定影响，提高容积负荷有利于形成密实且沉降速度快的颗粒污泥。容积负荷的提高对COD去除效果没有明显影响，有机物的去除主要在一个周期的前期发生。氨氮的去除约为24％左右，出水中几乎没有硝酸盐和亚硝酸盐，反应器中可能发生同步硝化反硝化。 膜生物反应器中投加粉末活性炭后形成的(PAC-MBR)组合工艺，改善了污泥混合液的性状，膜污染得到了有效缓解，同时出水水质得到提高，出水经适当处理可达到回用的目的。研究结果表明：组合工艺可以明显改善膜的过滤性能，显著提高膜的使用周期。PAC的吸附作用减少了由于胞外聚合物而引起的膜污染：膜表面PAC颗粒的存在减小了浓差极化层的厚度和水力边界层的厚度，提高了对流传质系数和过滤物质的传递速率；膜表面形成的PAC层提高了潜在污染物的反扩散，还可过滤微生物和胶体颗粒，减少它们到达膜表面的数量。 组合工艺能在不排泥的运行条件下，保证了出水水质，稳定运行后化学需氧量COD去除率可达到95％以上，出水氨氮基本维持在1mg／L以下，出水无SS检出，出水浊度小于0.3NTU，同时减缓了膜污染，大大增加了膜清洗和更换周期。两段式生物反应器工艺不仅是污泥减量技术发展的方向，也是防治膜污染的有效手段，是一项高效、节能的新型城市污水资源化技术，具有良好的经济、环境和社会效益，具有广阔的市场前景。 【关键词】：两段式生物反应器 组合工艺 好氧颗粒污泥 膜生物反应器 生活污水
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 绪论8-22
• 1.1 课题背景8-10
• 1.2 我国城市污水处理工艺与技术的发展10-11
• 1.3 SBR工艺简介11-13
• 1.4 好氧颗粒污泥技术简介13-15
• 1.5 膜生物反应器技术简介15-18
• 1.6 剩余污泥减量化工艺简介18-20
• 1.7 两段式生物反应器简介20-22
• 第二章 试验方案及技术路线22-24
• 2.1 试验目的22
• 2.2 试验方案22
• 2.3 技术路线22-23
• 2.4 主要研究内容23
• 2.5 研究特色及创新之处23-24
• 第三章 好氧颗粒污泥技术研究24-46
• 3.1 试验材料和方法25-27
• 3.1.1 试验装置25
• 3.1.2 接种污泥25
• 3.1.3 试验用水25-26
• 3.1.4 试验内容26
• 3.1.5 试验分析测试项目与方法26-27
• 3.2 试验结果分析27-45
• 3.2.1 好氧颗粒污泥的培育27-29
• 3.2.2 颗粒污泥反应器处理性能研究29-33
• 3.2.3 颗粒污泥粒径分布情况33-34
• 3.2.4 颗粒形成过程中的形貌表征34-37
• 3.2.5 形成好氧颗粒污泥的性质37-40
• 3.2.6 好氧颗粒污泥形成机理的探讨40-42
• 3.2.7 影响污泥污泥颗粒化的因素分析42-45
• 3.3 小结45-46
• 第四章 膜生物反应器处理生活污水研究46-61
• 4.1 试验材料和方法47-48
• 4.1.1 试验装置47
• 4.1.2 试验用水47
• 4.1.3 接种污泥47-48
• 4.1.4 试验内容48
• 4.1.5 试验分析测试项目与方法48
• 4.2 试验结果分析48-58
• 4.2.1 反应器处理性能的研究48-51
• 4.2.2 进水周期内DO的变化情况51
• 4.2.3 PAC对于膜过滤作用的影响51-53
• 4.2.4 膜污染的发生及缓解作用53-55
• 4.2.5 投加PAC改善过滤性能的原因55-56
• 4.2.6 膜清洗的效果试验56-58
• 4.3 试验装置的改进58-60
• 4.3.1 装置改进原因58-59
• 4.3.2 装置改进办法59
• 4.3.3 装置改进效果59-60
• 4.4 小结60-61
• 第五章 一种新型两段式生物反应器处理生活污水的试验研究61-74
• 5.1 试验材料和方法62-63
• 5.1.1 试验装置62-63
• 5.1.2 试验内容63
• 5.1.3 接种污泥63
• 5.1.4 试验用水63
• 5.1.5 试验分析测试项目与方法63
• 5.2 结果与讨论63-73
• 5.2.1 颗粒污泥反应器出水SS的变化规律63-64
• 5.2.2 组合工艺处理性能的研究64-66
• 5.2.3 组合工艺污泥负荷的研究66-67
• 5.2.4 剩余污泥减量化研究67-69
• 5.2.5 组合工艺对于缓解膜污染的研究69-70
• 5.2.6 组合工艺中存在的问题70-71
• 5.2.7 组合工艺在污水处理中的应用分析71-73
• 5.3 小结73-74
• 第六章 结论与建议74-75
• 6.1 结论74
• 6.2 建议74-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士期间发表的论文目录79-80
• 学位论文评阅及答辩情况表80

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