低温条件下凹凸棒土-MBR运行特性及膜污染的研究

摘要

社会的不断发展极大地提高了人们的生活水平,但与此同时工业、经济的发展也使得环境污染问题日益突出,水资源是人类赖于生存与发展的基础,水环境污染将直接制约人类的可持续发展,研究表明我国每年产生的生活污水量呈快速增长趋势,而其中大多没有经过严格的处理就被排放到自然水域,由此造成的污染问题亟待解决,MBR工艺能将膜技术与活性污泥法相结合,在水处理领域有着应用广泛,然而膜污染问题的存在极大的限制MBR的进一步应用,低温条件(10℃以下)会对MBR的处理效果以及膜污染产生重要影响,凹凸棒土作为一种廉价且吸附性好的固体填料,在水处理领域已得到了广泛应用,在MBR中投加一定量的凹凸棒土将会对MBR的运行产生重要影响。
　　本文研究了在常温(17.5℃~19.0℃)以及低温(9.0℃)下MBR以及凹凸棒土-MBR对生活污水的处理效果,污泥混合液特性以及膜污染的情况,研究表明在本试验条件下MBR在常温下以及低温下对COD的平均去除率为90.2％与85.5%,投加凹凸棒土后则分别提升至94.4%与89.7%,在低温下膜的过滤作用对COD的去除贡献更大,同条件下MBR对UV254的平均去除率为62.2%与58.8%,加土后则上升至73.1%与69.4%,温度的降低对TN去除影响较大,常温下其平均去除率为53.3%,低温时仅为35.3%,加土后分别上升至64.6%与49.7%。
　　研究了在不同条件下污泥混合液特性的改变;常温下污泥活性略高于低温时的活性,常温时污泥总硝化活性为0.082mgO2/(gMLSS﹒min),低温时仅为0.024mgO2/(gMLSS﹒min),凹凸棒土的投加能使污泥活性得到提高,低温下污泥颗粒生长更慢,膜表面滤饼层中大颗粒物质较多,凹凸棒土的投加使得污泥粒径以及膜表面滤饼层粒径减小,低温时污泥混合液Zeta电位值更低,说明EPS含量更高,而凹凸棒土的投加将使得Zeta电位值升高。
　　本文还研究了膜污染的情况;低温时MBR的膜通量更小,TMP却更高,但低温与常温条件下两者的变化趋势一致,凹凸棒土投加初期会堵塞膜孔,对膜污染产生不利影响,而长期来看其有助于提升膜通量并降低TMP,低温时污泥混合液中EPS等微生物代谢产物含量上升,凹凸棒土的投加一方面可以吸附该物质,同时污泥活性的升高使得部分代谢产物被分解利用,低温以及凹凸棒土的投加对膜表面滤饼层有机物结构影响不大,而常温下以及凹凸棒土的投加将使得滤饼层更为疏松,此时膜的清洗效果更好且清洗周期变长,膜污染得到缓解。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 膜生物反应器的特性及在水处理领域的应用

1.3 膜污染现象及其研究

1.4 凹凸棒土的特性及在水处理领域的应用

1.5 课题研究目的、意义及内容

第2章 试验装置及方法

2.1 试验装置及试验材料

2.2 试验分析项目及方法

第3章 低温下凹凸棒土-MBR运行特性的研究

3.1 引言

3.2 反应器温度变化

3.3 有机物去除效果分析

3.4 氮去除效果分析

3.5 污泥活性的变化

3.6 污泥粒径的变化

3.7 Zeta电位变化

3.8 本章小结

第4章 低温下凹凸棒土-MBR膜污染的研究

4.1 引言

4.2 膜污染现象分析

4.3 膜清洗与膜污染物特性

4.4 本章小结

结论

参考文献

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