膜生物反应器中污泥自消化技术及其机理研究

摘要

膜生物反应器（MBR）是一种新型、高效的污水处理工艺，MBR因其抗负荷冲击能力强、出水水质好、运行维护简单、污泥产率低等优点而在污水处理领域中具有强大的竞争力，受到许多专家的青睐，已经在部分发达国家广泛的应用。在膜生物反应器中，由于膜的高效截留作用，使到反应器中保持着较高的污泥浓度（MLSS），虽然剩余污泥产率低，但系统一旦运行时间长，就很容易导致反应器中MLSS过高，加剧了膜污染的速率。目前关于降低MBR中污泥产率的技术有通过控制运行条件（污泥泥龄、曝气量）以及物理的、化学的剩余污泥减量法等。这些方法在一定程度上能促进污泥的消化，降低污泥产率，但由于这些方法都存在着一定的缺陷，这限制着它们的推广运用。 本文研究了在膜生物反应器中通过投加中空填料来提高反应器中污泥自消化能力的新技术，整个实验运行了98d。实验表明，在整个实验过程中污泥浓度基本维持在4500 mg/L左右，最低为3800mg/L，最高为6200mg/L，平均值为4615mg/L，体现出填料型膜生物反应器具有高效的污泥自消化能力。研究同时表明，填料型反应器对有机物的去除效果要比普通的膜生物反应器好，对COD的平均去除率为96.12％，对氨氮的平均去除率为87.27％，对TP的平均去除率为55.80％，出水水质良好，可见填料型膜生物反应器技术具有一定的研究价值及一定的发展潜力。

目录

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第一章绪论

1.1 膜生物反应器污水处理工艺

1.1.1 MBR的简介

1.1.2 MBR分离的基本原理

1.1.3 MBR工艺的特点

1.1.4 MBR工艺在实际应用现状及问题

1.1.5膜污染的影响因素及其控制

1.1.6膜污染的控制

1.1.7 MBR的研究展望

1.2 国内外膜生物反应器中污泥消化的研究

1.2.1通过控制运行条件实现污泥消化

1.2.2物理化学法污泥消化技术

1.2.3微型动物捕食的污泥自消化技术

1.3 本课题目的与意义

1.4本课题拟采用的研究思路

第二章 实验部分

2.1实验目的及装置图

2.1.1实验目的

2.1.2实验装置图

2.2实验仪器设备与药品

2.2.1实验仪器设备

2.2.2中空纤维膜的参数

2.2.3主要实验药品

2.3污泥的培养与驯化

2.4实验方法与步骤

2.4.1实验方法

2.4.2实验步骤

2.5实验中各指标的测试分析方法

2.6实验原理

2.6.1污水好氧生物处理原理

2.6.2生物脱氮原理

2.6.3生物除磷原理

2.6.4 MBR反应器同步除磷脱氮

2.6.5脱氮除磷活性污泥法的影响因素

2.6.6污泥厌氧消化原理

2.6.7微生物的生长规律

第三章实验分析与讨论

3.1反应器中溶解氧及填料中的溶解氧

3.1.1反应器中溶解氧

3.1.2填料中的溶解氧

3.2反应器中有机物的去除率

3.2.1对COD的去除

3.2.2对氨氮的去除

3.2.3对总磷(TP)的去除

3.3对MLSS的影响

3.3.1 MLSS的变化情况

3.3.2污泥生物相

3.3.3污泥的沉降性能

3.4膜污染情况分析

3.5排泥对各污染物去除的影响

3.5.1 COD

3.5.2氨氮

3.5.3 TP

3.6其他问题

第四章MBR中污泥的自消化机理研究

4.1污泥的好氧消化

4.2污泥厌氧消化

4.2.1污泥厌氧消化的机理

4.2.2污泥厌氧消化的优点

4.3后生动物对污泥的捕食作用

4.4填料型MBR中污泥自消化机理的讨论

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢