一体式膜生物反应器处理效能和膜污染研究

摘要

由于膜生物反应器相比于其他污水处理工艺有很多优点，近年来关于膜生物反应器的应用得到很大推广，然而在实际工程应用中膜生物反应器出现了很多问题，其中由于反应器长时间运行产生的膜污染问题尤其严重。本实验从膜污染问题出发，在其他研究成果基础上，利用三组完全相同的膜生物反应器重点研究了进水水质和运行条件对膜污染的影响。
　　在其他条件完全相同的情况下，向三组膜生物反应器 A.B.C中分别加入硝化出水，普通生活污水，普通生活污水+垃圾渗滤液水，三组反应器连续运行60天后发现，膜生物反应器对于水质的处理效果有很大的区别，从对 COD的去除效果来看，三组膜生物反应器均能实现出水 COD一级 A标准，但是只有膜生物反应器 B对 COD的去除效果达到90％以上，从氨氮的去除效果来看，膜生物反应器 A对氨氮去除率能达到90%以上，且出水氨氮能达到一级 A标准，膜生物反应 B和C对氨氮去除效果在75%上下浮动，出水氨氮不能达一级 A标准，对于总氮和总磷的去除，三组反应器均没有明显的处理效果。从膜污染方面考虑，跨膜压差的增长速率是膜生物反应器C＞B＞A,同时SMP的含量分别是：C,33mg/l，B,15mg/l，A,10mg/l,EPS的含量分别是 C,65mg/l，B,25mg/l，A,10mg/l。进一步证明了SMP,EPS和膜污染存在很大的相关性。实验通过对比上清液和膜出水中的SMP发现，出水 SMP中的蛋白质明显小于上清液中的蛋白质含量，说明蛋白质在经过膜组件时被膜系统截留，进而会产生膜污染。
　　实验还研究了运行条件对膜污染的影响，通过向反应器中投加铁盐和铝盐研究了化学药剂对除磷效果和膜污染的影响，从本实验研究成果来看，推荐使用铁盐作为最佳除磷药剂，铁盐的最佳投药量是25mg/l，从膜污染情况来看，投加铝盐时膜污染速率是0.067kpa/d，投加铁盐时膜污染速率是0.8kpa/d，从SMP来看，铝盐的加入使得溶解性微生物产物的含量从7.5mg/l下降到5.0mg/l，而铁盐的加入使得溶解性微生物产物的含量从7.0mg/l下降到5.2mg/l。化学药剂对 SMP的降低主要是通过降低 SMP中的多糖含量来实现。
　　通过研究曝气强度和污泥龄对膜污染的影响发现，根据反应器的运行条件，膜生物反应器存在最佳的曝气强度和最佳污泥龄，对于本实验而言，膜生物反应器的最佳曝气强度是0.06m3/h，最佳污泥龄是30天.
　　通过一年的实验研究得出，SMP和EPS与膜污染有很大的关系，进水水质对膜污染影响严重。通过研究铁盐和铝盐对膜污染的影响发现，铁盐和铝盐均能使膜污染速率降低，同时得出相对于不同的反应器运行条件 MBR装置存在一个最佳的曝气强度和污泥龄。

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第1章 绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2膜生物反应器工艺研究

1.3膜污染

1.4膜污染控制研究

1.5本课题研究的目的意义和研究内容

第2章 试验材料与试验方法

2.1实验水厂概况

2.2实验装置与实验仪器

2.3实验主要分析方法

第3章 进水水质对MBR处理效果和膜污染研究

3.1三组膜生物反应器的启动

3.2膜生物反应器对三种不同进水水质的处理效能研究

3.3三种进水水质对膜污染的影响研究

3.4进水水质对活性污泥微生物的影响

3.5进水水质对膜生物反应器出水浊度的影响研究

3.6本章小结

第4章 运行条件对膜生物反应器效能的研究

4.1除磷药剂的投加对膜生物反应器除磷效果和膜污染的影响

4.2不同污泥龄对膜生物反应器膜污染的影响

4.3不同曝气强度对膜污染的影响

4.4本章小结

第5章 MBR工艺中试应用

5.1中试基地工程

5.2工程调试

5.3中试MBR工艺经济分析

5.4中试试验膜清洗介绍

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢