PVA膜生物反应器的过滤性能及其在污水处理中的应用研究

摘要

我国是世界上水资源匮乏的国家之一，人均水资源占有率仅为世界平均值的1/4，随着我国工业的飞速发展，水资源本身的严重不足，水污染严重，污水回用率低，传统污水处理方法不当等原因，都严重影响与制约着国民经济的发展和人们生活水平的提高，城市污水回用是一项行之有效并急待推广的解决水资源问题的方法。 膜生物反应器技术是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，具有对污染物的去除效率高，污泥产量低和出水水质优等优点，与传统污水处理工艺比较具有无法比拟的优势。 本论文采用的是聚乙烯醇这种新型膜材料的一体式膜生物反应器，在无排泥的条件下，利用活性污泥的生物处理功能和PVA膜组件的泥水分离滤过作用，研究其在生活污水处理上的效果和能力。实验结果表明，PVA膜生物反应器可以有效地去除城市生活污水中的污染物，当污泥浓度为6000mg/L，曝气量为0。4m3/h，HRT为3.5h时，出水COD值维持在20mg/L以下，去除率一般维持在90％以上，平均值为93.3％；氨氮去除率达到90％以上，出水氨氮浓度在5mg/L以下，出水水质好且稳定。 系统对SS的去除率较高，出水SS在1到4mg/L之间，平均去除效率达到98.4％，有的甚至能达到100％。浊度处理效果较优，出水水质清澈透明，出水浊度平均在0.81NTU，小于1N1XJ，优于国家饮用水质标准。 水力停留时间和污泥停留时间、污泥浓度之间有一定的关联，相互影响，通过对系统的数据测定，检测出最佳水力停留时间为3到4小时，反应器运行的最佳污泥浓度为5500到6500mg/L，微生物培养稳定，反应器具有较好的处理效果。 实验结果表明，此种新型的PVA膜组件，具有较高的膜通量，在进行了低膜通量运行、间歇式出水运行、水力反冲洗、间歇曝气和改变曝气强度、膜的物理清洗等几种方法减缓浓差极化及膜污染的条件下，通量可维持在168L/m2·h，说明采用聚乙烯醇膜组件的膜生物反应器可以维持高效、稳定的运行效果。 随着社会经济的发展，国家对水环境资源短缺及水污染严重等问题愈加重视，膜生物反应器工艺必将成为一种有效的、广为应用的污水处理方法，PVA膜组件也必将凭借其亲水、耐污染、成本低的优势，得到更好的推广和运用，我国的水资源短缺和水污染严重的局面将会有大大改观。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1水资源现状

1.2污水回用

1.3膜分离技术简介

1.3.1膜分离特点

1.3.2膜的定义及分类

1.4 PVA膜简介

1.5膜生物反应器概述

1.5.1一体式膜生物反应器的原理及特征

1.5.2膜生物反应器的优缺点

1.5.3国内外膜生物反应器的研究进展

1.5.4膜生物反应器运行的工艺条件

1.6膜污染

1.6.1膜污染机理

1.6.2膜污染影响因素

1.6.3膜污染的防治对策

1.7本科题的研究任务及意义

第2章实验方案的选择及系统设计

2.1实验方案

2.2实验装置

2.3实验用水

2.4实验污泥的培养

2.4.1污泥的组成

2.4.2实验中污泥浓度的变化

2.4.3无剩余污泥理论

2.4.4活性污泥驯化实验结果

2.5水力停留时间（HPT）的确定

2.6实验主要内容

2.7仪器及设备

2.8测试项目及分析方法

第3章膜生物反应器对污染物去除的特性研究

3.1 PVA膜生物反应器对COD去除效果

3.2 PVA膜生物反应器对氨氮去除效果

3.3 PVA膜生物反应器对SS去除效果

3.4 PVA膜生物反应器对浊度去除效果

3.5综合比较

第4章膜污染对膜通量的影响与控制

4.1连续运行时膜通量的变化

4.2膜通量下降原因

4.3膜污染数学模型

4.4实验所用的膜污染缓解方法

4.4.1不同曝气强度对膜污染的影响

4.4.2过膜压力对膜污染的影响

4.4.3膜污染缓解方法

4.4.4进行一定处理后的膜通量情况

第5章结论与展望

5.1结论

5.2建议与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果