复合式膜生物反应器处理生活污水短程硝化反硝化研究

摘要

本文采用复合型膜生物反应器(HybridMembraneBioreactor，HMBR)，一方面寻找最优操作条件，使装置对有机物的去除率达到最优。另一方面是研究HMBR在脱氮除磷方面的优势，研究能否实现同步硝化反硝化与短程硝化反硝化的耦合作用，寻找最优操作条件使其在HMBR中的脱氮除磷效果最好。
　　HMBR污泥驯化挂膜实验阶段:选取实验条件温度为28℃、pH为7.5、DO为1.5mg/L逐渐过渡到1mg/L、水力停留时间为6h、理论曝气量为0.04m3/h，泵每小时抽吸45min，停15min。悬浮性污泥浓度最大值为3184mg/L，附着型微生物量最大值为1654mg/L。COD去除基本稳定，可以维持在80％左右;NH3-N去除率基本维持在70％，去除率稳定，挂膜成功。HMBR中有除磷作用。
　　HMBR系统去除污染物效果及因素对效果的影响:正式运行阶段生物系统对COD的去除率平均大于80％。随着运行时间的延长，系统对NH3-N去除率逐渐增大，生物系统对NH3-N去除率最大为90％。HMBR对TN去除率达到80％以上，HMBR具有良好的脱氮效果。正式运行阶段的反应器内上清液NO3--N平均浓度为0.9mg/L，NO2--N的浓度平均值为2.29mg/L，上清液NO2--N平均积累率为74.12％，说明HMBR系统实现了短程硝化作用。HMBR中平均硝化速率为2.67mg·L-1·h-1，反硝化速率为1.95～3.02mg·L-1·h-1，硝化率与反硝化率基本处于平衡状态，这时SND率处于较好的状态。
　　HMBR系统对污染物去除效果的影响因素研究阶段:根据HMBR系统及生物作用对NO2--N积累率和SND率的影响，COD、NH3-N、TN、TP的去除效果及经济节能角度考虑，得出DO=1mg/L、温度为28℃时、HRT=6h、C/N=8时，为实验运行最优条件。
　　HMBR系统膜污染及解决方案研究阶段:实验研究不同DO、HRT对硝化反硝化的影响及TMP影响;随着DO的降低，随着曝气强度的降低，TMP逐渐增大;随着HRT逐渐增大，膜出水流量降低，污染物向膜表面的沉积速度降低，TMP的上升速率逐渐降低，HRT越低，TMP变化越趋于平稳，但HRT不宜过小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 HMBR简介

1．2．1 HMBR类型及简介

1．2．2 HMBR特点

1．2．3 国内外研究进展

1．3 短程硝化反硝化

1．3．1 短程硝化反硝化机理及特点

1．3．2 短程硝化反硝化影响因素

1．3．3 国内外研究进展

1．4 课题研究目的、意义和内容

1．4．1 课题研究的背景

1．4．2 课题研究目的和意义

1．4．3 课题研究的内容

1．5 技术路线

第二章 实验装置及方法

2．1 实验的工艺流程

2．2 原水水质

2．3 污泥驯化

2．4 实验装置确定

2．4．1 反应器设计参数

2．4．2 膜组件的选择

2．4．3 生物填料的选择

2．4．4 主要仪器

2．4．5 实验参数的确定

2．5 实验方案

第三章 HMBR污泥驯化挂膜实验

3．1 驯化挂膜阶段污泥的变化量

3．2 挂膜阶段系统对COD的去除效果

3．3 挂膜阶段系统对NH3-N的去除效果

3．4 挂膜阶段系统对TP的去除效果

3．5 本章小结

第四章 HMBR去除污染物效果及实验因素影响

4．1 HMBR系统对污染物的去除效果

4．1．1 系统对COD的去除

4．1．2 系统对NH3-N的去除

4．1．3 系统对TN的去除

4．1．4 系统对TP的去除

4．2 DO对污染物的去除效果的影响

4．2．1 DO对COD的去除效果的影响

4．2．2 DO对NH3-N去除效果的影响

4．2．3 DO对TN的去除效果

4．2．4 DO对TP去除效果的影响

4．3 温度对污染物的去除效果的影响

4．3．1 温度对COD的去除效果

4．3．2 温度对NH3-N的去除效果

4．3．3 温度对TN的去除效果

4．3．4 温度对TP去除效果的影响

4．4 HRT对污染物的去除效果的影响

4．4．1 HRT对COD的去除效果

4．4．2 HRT对NH3-N去除效果的影响

4．4．3 HRT对TN去除效果的影响

4．4．4 HRT对TP的去除效果

4．5 C／N对污染物的去除效果的影响

4．5．1 C／N对COD的去除效果

4．5．2 C／N对NH3-N去除效果的影响

4．5．3 C／N对TN的去除效果

4．5．4 C／N对TP的去除效果

4．6 本章小结

第五章 短程硝化反硝化效果及实验因素影响

5．1 运行阶段硝化与反硝化作用研究

5．1．1 反应器内NO3--N和NO2--N含量的变化

5．1．2 HMBR系统的同步硝化反硝化作用研究

5．2 DO对短程硝化反硝化效果的影响

5．2．1 DO对NO2-积累率的影响

5．2．2 DO对同步硝化反硝化的影响

5．3 温度对短程硝化反硝化效果的影响

5．3．1 温度对系统内NO2-积累的影响

5．3．2 温度对同步硝化反硝化的影响

5．4 HRT对短程硝化反硝化效果的影响

5．4．1 HRT对系统内NO2-积累的影响

5．4．2 HRT对同步硝化反硝化的影响

5．5 C／N对短程硝化反硝化效果的影响

5．5．1 C／N对系统内NO2-积累的影响

5．5．2 C／N对同步硝化反硝化的影响

5．6 本章小结

第六章 HMBR系统膜污染及解决方案

6．1 膜污染形成机理及危害

6．1．1 膜污染形成机理

6．1．2 HMBR形成膜污染的影响因素

6．2 实验膜污染情况

6．2．1 实验条件下膜污染情况

6．2．2 不同DO对膜污染的影响

6．2．3 不同HRT对膜污染的影响

6．3 减缓膜污染的方法

6．4 本章小结

第七章 结论

结论

建议

参考文献

作者简介

致谢