缺氧/好氧（A/O）组合式膜生物反应器（MBR）处理生活污水的中试试验研究

摘要

当水资源短缺成为全球面临的严重问题时，污水回收与再利用成为解决城市水资源短缺的必由之路。膜生物反应器是将膜分离技术与活性污泥处理技术相结合而成的一种新兴技术，其发展完善的空间很大。除去膜污染及控制问题，膜生物反应器与其他水处理方法相结合而成的新型工艺及其运行条件的优化也是研究重点之一。本课题的研究对缺氧/好氧 (A/O)组合式膜生物反应器(MBR)系统的运行参数进行了最优化，为实际应用提供了参考数据；为分散式的污水处理与回用提供了技术支持。 本试验利用实验室多工艺一体化污水处理中试试验平台，及聚偏氟乙烯中空纤维膜组件，采用A/O工艺与MBR相结合的方式，对小区内产生的生活污水进行处理。试验主要通过改变工况，对该系统缺氧区和好氧区的水力停留时间(HRT)比和内部循环(IR) 比进行优化组合。并对整个系统的运行特性、处理能力、活性污泥微生物环境、膜污染及膜清洗等方面进行了研究。主要研究结果如下： A/O 区 HRT 比例为1∶2及1∶3时，系统对COD的去除效果基本持平。对原水中氨氮的去除效果在1∶3时优于1∶2状态。综合考虑整个系统的占地面积、运行周期、能耗等多方面因素，确定A/O 区 HRT 比为1∶3，即缺氧段水力停留时间为 1.5h，好氧段水力停留时间为 4.5h，为最优运行参数。 IR 比改变带来的影响主要体现在脱氮效果上，而在三种不同 IR 比条件下，COD 的去除率基本在同一水平。通过分析试验结果，在 IR 比为300％条件下，NH<,3>-N 的去除效率明显高于其他两种工况，平均去除率达到 95.7％。同时 TN 的去除率也达到最优。 经优化后系统的出水，COD 小于 30mg/L，NH<,3>-N 小于 10mg/L，TN 小于40mg/L，符合中水回用要求。 调节进水水质，将进水TN值控制在45mg/L以下，能够较大幅度的提高脱氮效率，且TN去除率较稳定。 在膜清洗时，采用了自来水冲洗——NaClO 碱洗——HCl 酸洗的清洗方式，其中碱洗是膜通量恢复的主要原因。 在活性污泥培养期，镜检中出现的主要是以变形虫为主的肉足虫类；当活性污泥菌胶团培育成熟时，出现的则是以钟虫为主的纤毛虫类；而在系统进入稳定运行后，在镜检中发现了轮虫，这表明系统运行良好，处理水质稳定优良。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题来源及背景

1.2课题研究的目的、内容及意义

第二章膜生物反应器(MBR)理论及缺氧/好氧(A/O)组合工艺

2.1 MBR的原理及分类

2.2 MBR的研究发展

2.2.1 MBR在国际上的发展现状

2.2.2 MBR在处理工艺上的发展

2.2.3 MBR的发展趋势

2.3膜技术

2.3.1膜的性能及分类

2.3.2膜通量和膜的过滤方式

2.3.3浓差极化与膜污染

2.3.4微滤膜在废水处理中的效果

2.4 A/O工艺

第三章试验方案、试验设备与监测指标及方法

3.1中试试验方案

3.2试验设备

3.2.1试验水源

3.2.2多工艺系统装置简介

3.2.3试验设备及仪器

3.2.4试验流程

第四章A/O式MBR处理生活污水的中试试验研究

4.1试验目的

4.2膜组件运行条件的确定

4.3实验启动阶段

4.3.1污泥的采集

4.3.2污泥的培养

4.4试验用水水质指标及监测方法

4.5不同A/O区HRT比条件下处理效果的试验研究

4.5.1 A/O区HRT比为1∶1状态下处理效果的试验研究

4.5.2 A/O区HRT比为1∶2状态下处理效果的试验研究

4.5.3 A/O区HRT比为1∶3状态下处理效果的试验研究

4.5.4小结

4.6第一次膜清洗

4.6.1膜清洗方法

4.6.2膜清洗效果

4.7不同IR比条件下处理效果的试验研究

4.7.1IR比为100％状态下处理效果的试验研究

4.7.2 IR比为200％状态下处理效果的试验研究

4.7.3IR比为300％状态下处理效果的试验研究

4.7.4小结

4.8第二次膜清洗

4.8.1膜清洗方法

4.8.2膜清洗效果

4.9最优工况下稳定运行结果

4.10原水水质变化对处理效果影响的试验

4.11与好氧MBR系统处理效果的比较

4.12活性污泥中微生物环境监测

4.12.1活性污泥中的微生物

4.12.2微生物镜检结果及分析

第五章结论及建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

1发表的学术论文

2进行的科研工作

致谢