旋流器与膜生物反应器联用工艺研究

论文摘要

膜污染是限制膜生物反应器（MBR）推广应用的主要因素,因此,膜污染控制成为当今研究的热点。本课题针对MBR膜污染较快、硝化过程易受抑制等问题,提出了旋流式澄清池（简称旋流器）与MBR联用的创新型工艺。将有机物与氨氮分离、分开处理,既控制了膜污染,同时又解决了硝化反应受抑制的问题。在旋流器稳定运行的前提下,通过长期的实验,考察了整体装置对污染物的去除效能以及膜污染的情况。通过长期运行,研究了整体工艺对污染物的去除效果。结果表明,COD平均去除率达到96%,出水COD平均在20mg/L左右。NH4+-N平均去除率达到98%。系统出水主要以硝态氮为主,亚硝态氮含量很低,不会造成亚硝酸盐的毒害作用。MBR内C/N在3.3左右,适合硝化反应的进行。同时考察了系统对TN的去除效果,平均去除率达到44.7%。整体装置运行期间,同时考察了膜污染的情况。对连续抽水和间歇抽水分别进行了考察,并通过TMP来表征。结果表明,在间歇抽水阶段（抽4min,停1min）,TMP在考察期间一直在20KPa左右,并且趋势稳定。同时,监测了MBR内MLSS、EPS、SMP、污泥粘度等指标。结果表明,MLSS平均浓度在5200mg/L,EPS平均浓度为41mg/gMLSS,SMP的平均浓度为10mg/L,污泥粘度平均在5.4mPa·s。同传统的MBR相比,以上各指标都维持在较低的范围,并且比较稳定的维持在这个范围内。因此,采用旋流器与MBR联用,使MBR内造成膜污染的主要因素维持在较低的范围成为可能,能够实现在较低的TMP下,维持恒定通量的目的,大幅度的降低了膜污染。并且由于整体工艺将COD和氨氮分开处理,在较短的停留时间内,可以获得较高的处理效率,实现了双赢的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 膜生物反应器的国内外研究现状
• 1.2.1 膜生物反应器的国外研究现状
• 1.2.2 膜生物反应器的国内研究现状
• 1.3 MBR的分类与特点
• 1.3.1 MBR的分类
• 1.3.2 MBR的特点
• 1.4 膜污染的机理及研究现状
• 1.4.1 膜污染的定义及成因
• 1.4.2 MBR中膜污染与控制
• 1.5 硝化细菌的强化培养
• 1.6 研究目的和内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究内容
• 第2章 实验装置和方法
• 2.1 实验装置
• 2.2 实验原水及污泥接种
• 2.2.1 实验原水
• 2.2.2 污泥接种
• 2.3 实验方案及运行参数
• 2.4 测定方法
• 第3章 硝化细菌培养及硝化反应影响因素研究
• 3.1 硝化细菌强化培养
• 3.2 硝化反应影响因素的研究
• 3.2.1 pH值的影响
• 3.2.2 温度的影响
• 3.2.3 溶解氧的影响
• 3.2.4 C/N的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 工艺对污染物去除效能的研究
• 4.1 旋流器段COD去除效果研究
• 4.2 整体装置出水COD去除效果研究
• 4⁺-N去除效果的研究'>4.3 NH₄⁺-N去除效果的研究
• 4.4 亚硝态氮及硝态氮去除效果研究
• 4.5 TN去除效果研究
• 4.6 MBR内C/N比的研究
• 4.7 SS去除效果研究
• 4.8 浊度去除效果研究
• 4.9 pH 值
• 4.10 本章小结
• 第5章 工艺对膜污染控制效果研究
• 5.1 胞外聚合物
• 5.2 溶解性微生物产物
• 5.3 污泥粘度
• 5.4 混合液污泥浓度
• 5.5 透膜压力
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢