膜生物反应器中同步硝化反硝化的研究

摘要

本课题立足于国内外同步硝化反硝化最新研究成果，在考察活性污泥系统和膜生物反应器(MBR)系统中的同步硝化反硝化现象的基础上，重点对膜生物反应器(MBR)系统中的同步硝化反硝化进行了实验研究和理论分析，得出如下主要结论： (1)实验在活性污泥系统中和膜生物反应系统中都证明了同步硝化反硝化的存在。并同时发现：在相同工作条件下，膜生物反应器系统对COD、氨氮和TN的去除效率比活性污泥系统中去除效率高。总体来说膜生物反应器系统中更容易实现同步硝化反硝化，并且同步硝化反硝化效果更好。 (2)通过在活性污泥系统和膜生物反应器系统中的研究说明：DO是同步硝化反硝化的一个限制条件，本实验表明，膜生物反应器系统中DO控制在0.8mg/L-1.0mg/L时，能实现比较好的同步硝化反硝化效果；C/N比是同步硝化反硝化的一个重要影响因素，进水COD/TN比值越低，总氮的去除率相应的也越低；pH值是影响同步硝化反硝化的重要因素，且最佳pH值在中性略微偏碱处；F/M能影响同步硝化反硝化，在不影响硝化过程的前提下，F/M的提高是有利于同步硝化反硝化的进行。 (3)通过对活性污泥系统和膜生物反应器系统中同步硝化反硝化机制的探讨表明：微观环境理论和微生物学理论可以对同步硝化反硝化的机理进行阐述。 (4)通过本实验可以说明：DO、C/N比对同步硝化反硝化的影响机制在两种系统(活性污泥系统和膜生物器系统中)是一致的。 (5)污泥有机负荷是影响同步硝化反硝化效果的另一关键因素。不同溶解氧浓度下，发生同步硝化反硝化现象的污泥有机负荷也是不一样的。通过本实验发现，膜生物反应器系统中，当DO为0.8mg/L时，污泥有机负荷在0.15-0.36KgCOD/KgMLSS·d之间时能发生比较好的同步硝化反硝化现象。 (6)根据本实验的研究，认为膜生物反应系统中同步硝化反硝化效果最好的工作条件为：DO控制在0.8ppm左右，进水C/N比在10左右，F/M为0.34KgCOD/KgMLSS·d，pH值在中性略微偏碱处。 (7)通过同步硝化反硝化反应机理的分析，建立了膜生物反应器中的同步硝化反硝化反应动力学模型，发现实验结果而求得的硝酸盐饱和常数KNO3要远远高于传统单级反硝化过程模型中的硝酸盐饱和常数，从量化的角度了解了同步硝化反硝化现象。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章废水生物脱氮理论与技术

第三章试验方法与材料

第四章同步硝化反硝化的实验研究

第五章同步硝化反硝化的机制和影响因子探讨

第六章同步硝化反硝化的动力学模型初探

第七章膜生物反应器的设计和经济分析

第八章结论与建议

参考文献

致谢

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