一体式与复合式膜生物反应器处理生活污水的试验研究

摘要

本文对 MBR与PAC-MBR两种膜生物反应器处理生活污水进行试验研究，研究了两种膜生物反应器长期运行的可行性、动力学降解模式、最优运行条件的控制、胞外聚合物与膜污染的关系。
　　研究了阳离子树脂法提取 EPS的最佳条件。结果表明，树脂投加量为60g/gVSS、提取时间为4h、振摇频率为200rpm时，EPS提取效果较佳。并与超声波树脂联用法进行比较。
　　在膜生物反应器长期运行的可行性研究中，两种膜生物反应器运行十几天后趋于稳定,对COD和NH4+-N的去除率都很高,平均去除率都在95％以上，出水COD<20mg/L，NH4+-N<2mg/L，其中PAC-MBR对COD的去除效果优于MBR，尤其在启动初期，二者差别较大。两种反应器对TN的去出率差别不大，稳定阶段去除率在60%左右。同时考察了EPS含量与膜污染的关系，与MBR相比，PAC-MBR中因粉末活性炭的加入，EPS含量及粘度较低，过膜压力变化较慢，膜污染有所减轻。并对反应器中悬浮EPS含量和膜阻力进行曲线拟合，二者相关性较好。
　　分别以Eckenfelder模型和Monod模型为基础，研究了MBR中COD和NH4+-N的降解速率与运行时间的关系，结果表明当MBR和PAC-MBR的运行时间分别为39～48d和48d时，COD降解速率最大；对应的运行时间为32d和25d时，NH4+-N氧化速率最大。此外发现EPS和COD降解速率常数有很好的相关性， MBR与PAC-MBR中二者的关系式分别为：CEPS=38.268K1+161.08；CEPS=59.287K2+77.33。
　　两种膜生物反应器的最佳运行条件比较一致，都是：HRT=6h；DO=2.5mg/L；pH=7.13～8.05，C/N=18.2～38.92。并且考查了 EPS含量随各参数改变的变化规律。

目录

一体式与复合式膜生物反应器处理生活污水的试验研究

STUDY ON TREATMENT OF DOMESTIC WASTEWATER BY INTEGRATIVE AND COMPOSITE MEMBRANE

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的提出

1.2 膜生物反应器（MBR）技术的研究进展

1.2.1 MBR在国际上的研究进展

1.2.2 MBR在国内的研究进展

1.3 膜生物反应器（MBR）的组成及特点

1.3.1 膜生物反应器的分类

1.3.2 膜生物反应器的优缺点

1.4 胞外聚合物（EPS）的研究

1.4.1 EPS对膜通量的影响

1.4.2 MBR运行工况对EPS和膜污染的影响

1.5 本文研究的主要内容、目的和意义

1.5.1 研究的主要内容

1.5.2 研究的目的和意义

第2章 EPS的提取及测定方法

2.1 胞外聚合物（EPS）的提取方法

2.1.1 阳离子交换树脂法(CER)提取EPS

2.1.2 超声波树脂联用法提取EPS

2.2 EPS的各成分的测定方法

2.3 试验材料及方法

2.3.1 试验仪器和试剂

2.3.2 试验中的活性污泥

2.3.3 超声波树脂连用法提取EPS的试验结果及分析

2.3.4 树脂法与超声树脂联用法比较

2.4 本章小结

第3章 MBR与PAC-MBR处理效能分析

3.1 试验与分析方法

3.1.1 试验装置

3.1.2 水质分析方法

3.1.3 试验条件

3.1.4 试验原水水质

3.2 MBR与PAC-MBR对COD的去除比较与分析

3.3 MBR与PAC-MBR对NH4+-N的去除比较与分析

3.4 MBR与PAC-MBR中NOX--N的变化

3.5 MBR与PAC-MBR对TN的去除比较与分析

3.6 MBR与PAC-MBR对浊度的去除比较与分析

3.7 MBR与PAC-MBR中膜污染的比较与分析

3.7.1 过膜压力和粘度随运行时间的变化

3.7.2 胞外聚合物随运行时间的变化

3.7.3 胞外聚合物与膜污染的关系

3.8 本章小结

第4章 两种膜生物反应器中污染物降解速率的研究

4.1 有机底物去除动力学

4.2 硝化反应动力学

4.2.1 亚硝酸菌增殖速度

4.2.2 氨氮氧化速度

4.3 试验结果与分析

4.3.1 试验配水

4.3.2 试验方法

4.3.3 运行时间对有机底物降解速率的影响

4.3.4 胞外聚合物与有机底物降解速率常数的关系

4.3.5 运行时间对氨氮去除速率的影响

4.4 本章小结

第5章 两种膜生物反应器的影响因素试验研究

5.1 HRT对膜生物反应器处理效果的影响

5.1.1 HRT对COD去除效果的影响

5.1.2 HRT对NH4+-N去除效果的影响

5.1.3 HRT对EPS含量的影响

5.2 DO对膜生物反应器处理效果的影响

5.2.1 DO对COD去除效果的影响

5.2.2 DO对NH4+-N去除效果的影响

5.2.3 DO对EPS含量的影响

5.3 pH对膜生物反应器处理效果的影响

5.3.1 pH对COD去除效果的影响

5.3.2 pH对NH4+-N去除效果的影响

5.3.3 pH对EPS含量的影响

5.4 C/N对膜生物反应器处理效果的影响

5.4.1 C/N对COD去除效果的影响

5.4.2 C/N对NH4+-N去除效果的影响

5.4.3 C/N对EPS含量的影响

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢