粉末活性炭-超滤膜生物反应器组合工艺处理微污染水研究

摘要

我国饮用水源的污染以有机物和氨氮为主。生活饮用水水质标准的提高，使得常规处理工艺的局限性越来越明显。 膜滤技术表现出诸多的优点，被认为21世纪的水处理技术。而浸没式膜生物反应器将外压膜滤与活性污泥有机组合，已经在污水处理领域得到广泛研究与应用。但是，就其在饮用水处理中的应用而言，由于原水性质显著不同，仍有一些关键问题需要解决。 本课题首先就膜生物反应器用于处理受污染水源水的自然启动特性进行研究，结果表明就氨氮的去除而言膜生物反应器的自然启动可在35天左右完成。在长期的稳定运行条件下，膜生物反应器通过生物降解作用始终表现出优良的氨氮去除效能，并且能有效应对饮用水源的氨氮突发污染事件。而膜生物反应器对有机污染物的去除能力较低，主要是因为饮用水源中的有机物可生化性较低的缘故。 研究表明，膜生物反应器主要通过生物降解作用去除进水溶解性有机物，效率较低；生物活性碳(BAC)通过颗粒炭吸附和生物降解的协同作用，对DOM的去除效率较高，但其出水中仍含有一定量的颗粒性有机物，并且对氨氮的去除能力低于膜生物反应器。 为充分发挥BAC去除有机物的能力和膜生物反应器去除氨氮的能力，研究中将两者联用。将PAC直接投加于膜生物反应器内，构建膜吸附生物反应器。在活性炭.膜生物反应器中，膜的物理截留作用、生物降解作用以及PAC的吸附作用协同完成对有机污染物的去除，效率较高，并且显著缩短了水力停留时间。同时，反应器中的PAC还能为微生物生长提供载体，提高对冲击负荷的应对能力。膜生物反应器是一项具有广阔应用前景的技术。 对浸没式中空纤维超滤膜处理受污染地表水的运行特性进行了中试研究。结果表明，浸没式超滤膜具有优异的除浊效能，但对有机污染物，特别是溶解性有机物去除效果不好。由于膜通量大时膜滤池内污染物的累积程度也增大，通量对膜污染的影响很大。膜生物反应器反应器投加PAC后，能减轻反应器符合并有效缓解膜污染。实验表明，PAC的投加量并非越多越好，只有适量的投加才能起到良好的效果。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1我国饮用水水源污染状况

1.2饮用水水质标准的发展及趋势

1.2.1国际水质标准及发展趋势

1.2.2我国饮用水水质标准及发展趋势

1.3饮用水处理技术

1.3.1常规饮用水处理技术及其局限

1.3.2饮用水处理技术发展

1.4课题研究的意义及研究内容

1.4.1课题研究的意义

1.4.2课题研究的内容

第2章 膜技术及其在饮用水领域应用

2.1膜技术特点

2.2膜技术除污染效能及其在饮用水处理中的应用

2.2.1膜技术除污染效能

2.2.2膜技术与常规处理的组合工艺

2.3超滤过程及超滤膜组件

2.3.1超滤过程

2.3.2超滤膜组件

2.4以膜技术为核心的膜组合工艺

2.4.1混凝做为预处理

2.4.2粉末活性炭吸附做为预处理

2.4.3膜生物反应器

2.4.4活性炭-膜生物反应器

第3章 实验材料和实验方法

3.1试验用超滤膜主要工艺参数

3.2实验仪器及分析方法

3.2.1常规指标的分析方法

3.2.2非常规指标的分析方法

3.3课题研究方法

3.4试验装置与实验方法

3.4.1原水水质特点

3.4.2小试试验装置与实验方法

3.4.3中试试验装置与实验方法

第4章浸没式超滤膜处理微污染水试验研究

4.1浸没式超滤膜除污染效能

4.1.1浊度去除效果

4.1.2有机物去除效果

4.1.3颗粒物去除效果

4.1.4微生物去除效果及生物稳定性

4.2超滤膜污染影响因素分析

4.2.1运行参数的影响

4.2.2反应器中混合液性质影响

4.3本章小结

第5章 超滤膜生物反应器处理受污染原水

5.1引言

5.2膜反应器除污染效能

5.2.1浊度及颗粒物的去除效果

5.2.2有机物去除效果

5.2.3微生物去除效果及生物稳定性分析

5.2.4消毒副产物前质的去除

5.2.5氨氮及亚硝酸盐氮去除效果

5.3膜生物反应器中生物相分析

5.4本章小结

第6章 粉末活性炭-膜生物反应器处理受污染原水

6.1引言

6.2粉末活性炭-膜生物反应器与膜生物反应器除污染效能对比

6.2.1浊度及出水颗粒数

6.2.2有机物去除效果对比

6.2.3 UV254及消毒副产物前质去除对比

6.2.4氨氮及亚硝酸盐氮的去除比较

6.2.5微生物学指标及生物稳定性比较

6.2.6膜污染情况比较

6.3本章小结

第7章超滤膜及其组合工艺中试研究

7.1引言

7.2清洗方式对膜污染恢复效果的影响

7.3膜生物反应器中粉末活性炭最佳投加量研究

7.3.1投炭量对膜比流量的影响

7.3.2不同投炭量对膜抽吸压力的影响

7.3.3投加粉末活性炭对超滤膜反应器除污染效能影响

7.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致 谢