新型过滤式厌氧生物膜反应器低温处理低负荷污水

摘要

新型过滤式厌氧生物膜反应器结合了动态膜反应器(DMBR)与生物膜反应器的优势，结构类似于DMBR，由膜组件上附着的动态膜完成反应器固液分离的作用。不同于DMBR主要依靠反应器内悬浮污泥进行污染物去除的方式，新型反应器的污染物去除同样由动态膜完成，因为动态膜同时还是富含附着生长的微生物的生物膜。新型反应器内污水透过生物膜出水，污染物通过吸附降解和固液分离两个过程同时完成。污水被水压驱动透过生物膜出水，传质效率要高于传统生物膜传质方式，提高了反应器的污染物去除效率。由于反应器内无悬浮污泥存在，故大大缓解了膜污染问题，提高了反应器运行稳定性。新型反应器使用低成本无纺布为膜组件的材料，孔径大于微滤/超滤膜，故可以利用水头高差自流出水，反应器内无需提供扰动，这两点大大降低了反应器运行能耗。
　　本研究采用低温(18℃)环境运行。同悬浮生长的微生物相比，附着生长的微生物具有更好的环境适应能力，能够较快的适应低温环境。在低温环境下，新型过滤式厌氧生物膜反应器在HRT为12h，出水通量为3.2 LMH的条件下连续运行了122天。经过微生物适应低温环境后，新型反应器对于COD去除率稳定在80％以上。由分析数据发现，透过膜传质的方式较生物膜表面传质，对于低温环境拥有更快的适应能力。同时我们对新型反应器的过滤性能也进行了研究，在经过了运行初期的跨膜压差(TMP)快速上升之后，连续运行了122天后，反应器跨膜压差(TMP)基本稳定在8cm·H2O，在此期间无需进行任何的膜清洗，反应器运行稳定。新型反应器的出水浊度一直维持在1.5NTU以下，且无出水酸化现象发生，出水挥发性脂肪酸含量正常，平均为26.6mg/L。HRT对于新型反应器运行状态的影响研究中，通过对比HRT分别为7.5h和12h的两个新型反应器的各种运行参数后发现:HRT对于出水浊度的影响不大，两个反应器出水浊度均维持在1.8NTU以下;对COD去除率来说，在微生物适应了低温环境后HRT的影响才开始显现出来，在这个阶段，HRT为12h和7.5h的COD去除率分比为77.4％和72.8％;新型反应器在HRT更短即出水通量更大的条件下，透过膜传质的传质效率要大大高于出水通量较小的反应器;HRT对反应器过滤性能的影响较大，HRT为12h和7.5h的反应器连续运行100天后跨膜压差分别达到9.9和16.6cm·H2O。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 新型过滤式厌氧生物膜反应器

1．3 研究内容及目的

文献综述

1 厌氧膜生物反应器(anMBR)

2 厌氧动态膜生物反应器(anDMBR)

3 厌氧生物膜法

2．1．1 实验试剂

2．1．2 仪器

2．2 实验装置

2．3 模拟污水成分

2．4 新型反应器启动与运行

2．5 实验方法

2．5．1 高通量挂膜条件的设置

2．5．2 新型过滤式厌氧生物膜反应器运行参数及检测方法

2．5．3 数据处理

第三章 结果与讨论

3．1 高通量挂膜的条件设置与优化

3．1．1 出水通量对挂膜速度与质量的影响

3．1．2 挂膜方式对挂膜速度与质量的影响

3．1．3 接种污泥浓度对挂膜速度与质量的影响

3．1．4 小结

3．2 新型过滤式厌氧生物膜反应器低温下的处理效果与运行稳定性

3．2．1 反应器pH变化与出水浊度

3．2．2 反应器COD去除效果

3．2．3 反应器出水挥发性脂肪酸(VFA)含量

3．2．4 反应器总氮去除效果

3．2．5 反应器过滤性能研究

3．2．6 小结

3．3 HRT对于新型反应器处理效果及运行稳定性的影响

3．3．2 HRT对于反应器COD去除效果的影响

3．3．3 HRT对于反应器出水挥发性脂肪酸含量的影响

3．3．4 HRT对于反应器过滤性能的影响

3．3．5 小结

第四章 结论与展望

4．1 主要结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文