魏小涵:不同反应模式移动床生物膜反应器(MBBR)技术优化研究论文

魏小涵:不同反应模式移动床生物膜反应器(MBBR)技术优化研究论文

本文主要研究内容

作者魏小涵(2019)在《不同反应模式移动床生物膜反应器(MBBR)技术优化研究》一文中研究指出:随着国家对水环境质量的重视,污水排放标准越来越高,很多城镇污水处理厂进行升级改造或新建,但其在实际运行中依然存在着一些问题,如脱氮除磷能力与效率低、工艺稳定性差、运行成本高等,尤其是北方地区冬季低温条件下硝化效果差的问题仍未得到很好的解决。因此,如何优化现有工艺并寻求一种高效低碳脱氮除磷的新技术成为污水处理行业的紧迫需求。移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)是近年来出现的一种高效的新型生物膜处理方法,逐渐在污水生物脱氮领域得到广泛的应用。而MBBR的脱氮效果受工艺运行条件(如温度、溶解氧(DO)、有机负荷、填料填充率等)的影响,因此如何优化这些工艺运行条件以强化脱氮效果并有效解决目前生物脱氮技术面临的技术瓶颈成为国内外研究者关注的热点。本研究以实验室规模的MBBR系统作为研究对象,通过考察不同参数、运行模式对MBBR系统中氮素去除率的影响,以寻求最优的MBBR控制方式,为生物膜脱氮工艺运行优化提供理论与技术支持。主要研究结果如下:(1)对于MBBR系统生物膜微生物而言,反应温度是影响生物膜微生物硝化和反硝化功能的重要因素,同时溶解氧水平是影响MBBR系统生物膜微生物硝化功能的可调控因素。当系统温度为22 oC、DO为5-8mg O2/L时,MBBR系统生物膜比硝化负荷可达1.60 g NH4+-N/(m2·d)以上,同时系统比反硝化负荷可达2.84 g NO3--N/(m2·d),MBBR系统在该工况条件下NH4+-N和TN去除率分别达到了98.7%和85.7%。从MBBR系统生物膜微生物结构来看,溶解氧水平变化主要导致硝化功能微生物数量与结构比例的变化,特别对异养硝化细菌的生长产生重要影响;而温度的变化对反硝化细菌的影响主要体现在群落结构的变化。(2)采用人工强化——添加Fe3+的方式可以显著提高MBBR系统生物膜微生物硝化功能,解决低温硝化问题。人工强化MBBR系统对NH4+-N和COD平均去除率可高达97%、82.5%。在15-18oC条件下人工强化MBBR系统生物膜微生物最大比硝化速率和平均比硝化速率分别为2.74 g NH4+-N/(m2·d)和1.46 g NH4+-N/(m2·d),分别较常规MBBR系统提高94.3%、60.0%;在3-8oC低温条件下,其系统的比硝化负荷可达到1.23 g NH4+-N/(m2·d)。(3)对于人工强化A-O模式MBBR系统而言,在常温条件下系统TN平均去除率分别71.9%,NH4+-N平均去除率95.7%,COD平均去除率为88.9%,PO43--P平均去除率为45.51%。人工强化A-O模式MBBR系统COD去除负荷变化同样影响系统硝化效果,在反应温度为30oC条件下,当系统有机负荷为3.86 g COD/(m2·d)时系统的平均比硝化速率和最大比硝化速率的分别达2.30 g NH4+-N/(m2·d)和5.18 g NH4+-N/(m2·d),而系统的平均比反硝化速率和最大比反硝化速率分别为3.47 g NO3--N/(m2·d)、5.11 g NO3--N/(m2·d)。(4)对于人工强化SBR模式MBBR系统而言,在常温条件下系统TN平均去除率分别66.9%,NH4+-N平均去除率85.2%,COD平均去除率为88.9%,PO43--P平均去除率为82.6%。人工强化SBR模式MBBR系统COD去除负荷变化同样影响系统硝化效果,在反应温度为26oC条件下,当系统有机负荷为2.06 g COD/(m2·d)时系统的平均比硝化速率和最大比硝化速率的分别达1.87 g NH4+-N/(m2·d)和3.18 g NH4+-N/(m2·d),而系统的平均比反硝化速率和最大比反硝化速率在温度为30oC、C/N为3.54时分别为3.29 g NO3--N/(m2·d)、5.17 g NO3--N/(m2·d)。

Abstract

sui zhao guo jia dui shui huan jing zhi liang de chong shi ,wu shui pai fang biao zhun yue lai yue gao ,hen duo cheng zhen wu shui chu li an jin hang sheng ji gai zao huo xin jian ,dan ji zai shi ji yun hang zhong yi ran cun zai zhao yi xie wen ti ,ru tuo dan chu lin neng li yu xiao lv di 、gong yi wen ding xing cha 、yun hang cheng ben gao deng ,you ji shi bei fang de ou dong ji di wen tiao jian xia xiao hua xiao guo cha de wen ti reng wei de dao hen hao de jie jue 。yin ci ,ru he you hua xian you gong yi bing xun qiu yi chong gao xiao di tan tuo dan chu lin de xin ji shu cheng wei wu shui chu li hang ye de jin pai xu qiu 。yi dong chuang sheng wu mo fan ying qi (Moving bed biofilm reactor,MBBR)shi jin nian lai chu xian de yi chong gao xiao de xin xing sheng wu mo chu li fang fa ,zhu jian zai wu shui sheng wu tuo dan ling yu de dao an fan de ying yong 。er MBBRde tuo dan xiao guo shou gong yi yun hang tiao jian (ru wen du 、rong jie yang (DO)、you ji fu he 、tian liao tian chong lv deng )de ying xiang ,yin ci ru he you hua zhe xie gong yi yun hang tiao jian yi jiang hua tuo dan xiao guo bing you xiao jie jue mu qian sheng wu tuo dan ji shu mian lin de ji shu ping geng cheng wei guo nei wai yan jiu zhe guan zhu de re dian 。ben yan jiu yi shi yan shi gui mo de MBBRji tong zuo wei yan jiu dui xiang ,tong guo kao cha bu tong can shu 、yun hang mo shi dui MBBRji tong zhong dan su qu chu lv de ying xiang ,yi xun qiu zui you de MBBRkong zhi fang shi ,wei sheng wu mo tuo dan gong yi yun hang you hua di gong li lun yu ji shu zhi chi 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :(1)dui yu MBBRji tong sheng wu mo wei sheng wu er yan ,fan ying wen du shi ying xiang sheng wu mo wei sheng wu xiao hua he fan xiao hua gong neng de chong yao yin su ,tong shi rong jie yang shui ping shi ying xiang MBBRji tong sheng wu mo wei sheng wu xiao hua gong neng de ke diao kong yin su 。dang ji tong wen du wei 22 oC、DOwei 5-8mg O2/Lshi ,MBBRji tong sheng wu mo bi xiao hua fu he ke da 1.60 g NH4+-N/(m2·d)yi shang ,tong shi ji tong bi fan xiao hua fu he ke da 2.84 g NO3--N/(m2·d),MBBRji tong zai gai gong kuang tiao jian xia NH4+-Nhe TNqu chu lv fen bie da dao le 98.7%he 85.7%。cong MBBRji tong sheng wu mo wei sheng wu jie gou lai kan ,rong jie yang shui ping bian hua zhu yao dao zhi xiao hua gong neng wei sheng wu shu liang yu jie gou bi li de bian hua ,te bie dui yi yang xiao hua xi jun de sheng chang chan sheng chong yao ying xiang ;er wen du de bian hua dui fan xiao hua xi jun de ying xiang zhu yao ti xian zai qun la jie gou de bian hua 。(2)cai yong ren gong jiang hua ——tian jia Fe3+de fang shi ke yi xian zhe di gao MBBRji tong sheng wu mo wei sheng wu xiao hua gong neng ,jie jue di wen xiao hua wen ti 。ren gong jiang hua MBBRji tong dui NH4+-Nhe CODping jun qu chu lv ke gao da 97%、82.5%。zai 15-18oCtiao jian xia ren gong jiang hua MBBRji tong sheng wu mo wei sheng wu zui da bi xiao hua su lv he ping jun bi xiao hua su lv fen bie wei 2.74 g NH4+-N/(m2·d)he 1.46 g NH4+-N/(m2·d),fen bie jiao chang gui MBBRji tong di gao 94.3%、60.0%;zai 3-8oCdi wen tiao jian xia ,ji ji tong de bi xiao hua fu he ke da dao 1.23 g NH4+-N/(m2·d)。(3)dui yu ren gong jiang hua A-Omo shi MBBRji tong er yan ,zai chang wen tiao jian xia ji tong TNping jun qu chu lv fen bie 71.9%,NH4+-Nping jun qu chu lv 95.7%,CODping jun qu chu lv wei 88.9%,PO43--Pping jun qu chu lv wei 45.51%。ren gong jiang hua A-Omo shi MBBRji tong CODqu chu fu he bian hua tong yang ying xiang ji tong xiao hua xiao guo ,zai fan ying wen du wei 30oCtiao jian xia ,dang ji tong you ji fu he wei 3.86 g COD/(m2·d)shi ji tong de ping jun bi xiao hua su lv he zui da bi xiao hua su lv de fen bie da 2.30 g NH4+-N/(m2·d)he 5.18 g NH4+-N/(m2·d),er ji tong de ping jun bi fan xiao hua su lv he zui da bi fan xiao hua su lv fen bie wei 3.47 g NO3--N/(m2·d)、5.11 g NO3--N/(m2·d)。(4)dui yu ren gong jiang hua SBRmo shi MBBRji tong er yan ,zai chang wen tiao jian xia ji tong TNping jun qu chu lv fen bie 66.9%,NH4+-Nping jun qu chu lv 85.2%,CODping jun qu chu lv wei 88.9%,PO43--Pping jun qu chu lv wei 82.6%。ren gong jiang hua SBRmo shi MBBRji tong CODqu chu fu he bian hua tong yang ying xiang ji tong xiao hua xiao guo ,zai fan ying wen du wei 26oCtiao jian xia ,dang ji tong you ji fu he wei 2.06 g COD/(m2·d)shi ji tong de ping jun bi xiao hua su lv he zui da bi xiao hua su lv de fen bie da 1.87 g NH4+-N/(m2·d)he 3.18 g NH4+-N/(m2·d),er ji tong de ping jun bi fan xiao hua su lv he zui da bi fan xiao hua su lv zai wen du wei 30oC、C/Nwei 3.54shi fen bie wei 3.29 g NO3--N/(m2·d)、5.17 g NO3--N/(m2·d)。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自青岛理工大学的魏小涵,发表于刊物青岛理工大学2019-09-23论文,是一篇关于移动床生物膜反应器论文,脱氮论文,温度论文,溶解氧论文,有机负荷论文,微生物菌群结构论文,青岛理工大学2019-09-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自青岛理工大学2019-09-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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