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IIRT=8h及不排泥条件下，研究了DOX寸反应器性能的影响。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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1我国水资源和水污染现状

1.2国内外污水回用现状

1.3污水回用技术

1.4膜生物反应器

1.4.1膜生物反应器的发展概况

1.4.2膜生物反应器的结构、分类和特点

1.4.3膜生物反应器中膜的选择

1.4.4膜生物反应器运行的影响因素

1.5城市污水毒性削减研究概况

1.5.1城市污水中的有毒有机物

1.5.2有毒有机物的种类及其危害

1.5.3有毒有机物的迁移转化

1.5.4污水毒性削减工艺的研究进展

1.6课题的提出、目的、意义及研究内容

1.6.1课题的提出、目的及意义

1.6.2本课题的研究内容

第二章试验装置及方法

2.1实验装置

2.1.1复合式膜生物反应器简介

2.1.2复合式膜生物反应器所用填料及膜组件简介

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

2.1.4复合式膜生物反应器工艺流程

2.2试验方法

2.2.1模拟城市污水水质

2.2.2实验方案

2.2.3分析项目与分析方法

第三章 复合式膜生物反应器驯化挂膜试验

3.1驯化挂膜过程中生物相的变化

3.2驯化挂膜过程中污泥量的变化

3.3挂膜成功的判定

3.4驯化挂膜过程中COD的去除效果

3.5驯化挂膜过程中NH4+-N的去除效果

3.6本章小结

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

4.1复合式膜生物反应器对污染物的整体去除效果

4.1.1 COD的去除

4.1.2 NH4+-N的去除

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

4.2.1膜生物反应器不排泥运行的理论

4.2.2水力停留时间对COD去除效果的影响

4.2.3水力停留时间对NH4+-N去除效果的影响

4.3污泥龄对污染物去除效果的影响

4.3.1污泥龄对COD去除效果的影响

4.3.2污泥龄对NH4+-N去除效果的影响

4.4污泥负荷对污染物去除效果的影响

4.4.1 COD污泥负荷对COD去除效果的影响

4.4.2 NH4+-N污泥负荷对NH4+-N去除效果的影响

4.5 DO对污染物去除效果的影响

4.5.1 DO对COD去除效果的影响

4.5.2 DO对NH4+-N去除效果的影响

4.6本章小结

第五章 复合式膜生物反应器对有毒有机物的降解研究

5.1气相色谱法对各单元出水有毒物质含量的定量分析

5.1.1水力停留时间对有毒物质去除效果的影响

5.1.2污泥龄对有毒物质去除效果的影响

5.1.3有毒物质浓度对其去除效果的影响

5.1.4 DO对有毒物质去除效果的影响

5.2 GC／MS对各单元出水有毒物质的定性分析

5.2.1 GC／MS分析条件

5.2.2 GC／MS测试结果及分析

5.3本章小结

第六章 复合式膜生物反应器的膜污染及控制

6.1膜污染的机理及危害

6.1.1膜污染机理

6.1.2膜污染的危害

6.2不同水力停留时间对膜污染的影响

6.3膜污染的控制

6.3.1膜污染的特征和现象分析

6.3.2减缓膜污染的方式

6.4本章小结

结论与建议

参考文献

致谢