浸没式膜生物反应器的处理效果研究

摘要

膜生物反应器(Membrane Bioreactor,简称MBR)水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术,膜生物反应器是结合了高效膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术,由于膜的过滤作用,生物完全被截留在生物反应器中,在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物质的降解和分离,实现了水力停留时间和污泥龄的彻底分离,使生物反应器内保持较高的污泥浓度,硝化能力强,污染物去除率高,是一种高效、实用的污水处理技术。
　　本课题通过对MBR反应器的工艺特点进行分析,探讨了等离子体改性膜膜组件对生活污水的处理效果;考察了水力停留时间对反应器的影响以及间歇运行方式和污泥浓度对膜污染的影响;最后通过对膜组件的清洗,探讨了膜污染的原因和膜清洗的有效方法。此外,本文还对比了膜生物(MBR)反应器和膜生物膜(MBMR)反应器对生活污水的处理效果。通过上述试验寻找最佳的工艺条件,从而达到优化操作条件、降低运行费用的目的。主要包括以下几点:
　　(1)通过对PP原膜和改性膜在MBR反应器中的运行效果对比,确定等离子体改性膜对减缓膜污染的适用性。
　　结果表明:就污水处理效果而言,在MBR反应器中改性膜的去除作用略好于原膜;就膜污染程度和膜性能而言,MBR反应器中原膜的膜通量好于改性膜。因此,等离子体改性膜在MBR工艺中尚不适用。
　　(2)研究了将PVDF膜分别放入MBR反应器和MBMR反应器中,待长期运行后,确定最佳工艺。
　　结果表明:MBMR反应器的污水处理效果和稳定性均比MBR好,另外,MBMR反应器的运行条件优于MBR。因此,就污水处理效果和运行条件而言,MBMR反应器具有很大优势。
　　但是,就膜污染程度和膜性能而言,MBR反应器要好于MBMR。因此,是否选用膜生物膜(MBMR)反应器还要依据实际运行条件而定。
　　(3)考察了气水比为20:1的条件下,HRT对MBR反应器处理生活污水效果的影响。结果表明:MBR反应器的最佳HRT为6h。
　　(4)通过研究不同的抽停时间对膜通量的影响,结果表明:MBR反应器应采取间歇出水的运行方式,其最佳时间间隔为:抽吸时间5min,停抽时间1min。
　　(5)通过研究污泥浓度和膜污染的相关关系,结果表明:随着污泥浓度的升高,膜通量呈下降趋势。但是由于污泥混合液的组成是复杂而变化的,因此,通过改善料液特性来防止膜污染还需进一步研究。
　　(6)考察了不同膜清洗方法的清洗效果,得出单一清洗方法不能达到很好的清洗效果,而物理-化学的组合清洗方法能使膜恢复到最佳状态。

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1 绪论

1.1 膜生物反应器的原理及优势

1.2 膜生物反应器的研究进展

1.3 膜生物反应器的类型

1.4 膜污染

1.5 造价及能耗

1.6 超滤膜表面的改性技术

1.7 课题研究的目的和内容

2 试验装置及分析方法

2.1 试验装置和流程

2.2 试验主要测试项目和分析方法

2.3 试验部分

3 试验结果与讨论

3.1 试验用膜的清水通量测定

3.2 污泥混合液特性

3.3 应用原膜和改性膜的MBR反应器比较

3.4 HRT对CODCr、NH3-N、浊度去除效果的影响，确定最佳HRT

3.5 聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的MBR和MBMR的运行效果与分析

4 膜污染与清洗方法的研究

4.1 膜污染原因及其过程的表达

4.2 膜污染的防治

4.3 清洗方法

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果