复合式膜生物反应器处理校园生活污水中试研究

摘要

本文应用复合式膜生物反应器(HMBR)处理校园生活污水并进行了系统的实验研究。与常规MBR相比,复合式膜生物反应器在反应器内投加填料,使反应器内同时存在悬浮生长和附着生长的微生物,两者共同负责降解有机物,脱氮除磷能力大大提高。本中试实验在西安思源污水处理厂进行,针对HMBR中的污染物去除效果、胞外聚合物(EPS)的提取与分析方法、活性污泥特性以及膜污染控制等方面进行了实验研究。
　　1.通过5个多月的连续监测结果表明:HMBR运行稳定,抗冲击负荷能力强。在低负荷下运行时,对COD、TOC、UV254和氨氮都有很好的去除效果,平均去除率分别为90.63％、98.8%、40.41%和98.43%。HMBR脱氮除磷效果受原水有机负荷的影响较大,对TN和TP的平均去除率也达到了33.18%和30.49%。对色度的平均去除率为97.18%,对浊度的去除率接近100%,出水浊度几乎检测不出。通过生物处理和膜过滤作用,出水中细菌总数及粪大肠菌数满足《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)的要求,出水经过消毒后,可以安全回用。
　　2.采用高速离心法、超声法、阳离子交换树脂法(CER)、加热法四种方法提取复合式膜生物反应器中EPS,利用化学分析方法结合三维荧光光谱法(EEM)和凝胶渗透色谱法(GPC)对四种方法进行评价。结果表明,采用60℃,30min加热提取效果最好,而且对细胞破坏小。膜丝泥饼中BEPS比污泥混合液中BEPS总量高。比较混合液和泥饼中EPS的多糖/蛋白质比值发现,泥饼中BEPS的多糖/蛋白质值较大。
　　3.HMBR内同时存在着两相微生物,提高生物量的同时也改善了活性污泥的特性。HMBR中活性污泥絮体颗粒的平均粒径接近56.85μm,与文献中CMBR的絮体平均粒径相比增大了将近1倍。讨论了膜污染形成机理,运行中连续监测膜组件的跨膜压差(TMP),观察膜污染行为。采用调整反应器构造、优化运行条件、实施物理-化学清洗等方式,有效的控制了膜污染。反应器连续运行106天左右,才达到预设的化学清洗TMP值(20kPa),一个清洗周期内dTMP/dt=0.2kPa/d。

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1 绪论

1.1 膜生物反应器的发展及特征

1.2 课题的提出、来源及研究内容

2 实验装置及方法

2.1 实验装置

2.2 实验方法

2.3 原水水质

3 复合式膜生物反应器对污染物的去除效果

3.1 对污染物去除特性

3.2 对污染物去除沿程变化

3.3 对细菌的去除

3.4 HMBR中微生物特征

3.5 本章小结

4 复合式膜生物反应器中EPS特性研究

4.1 HMBR中EPS提取方法综合评价研究

4.2 HMBR中EPS特性分析

4.3 本章小结

5 HMBR中的污泥特性及膜污染浅析

5.1 HMBR中污泥特性分析

5.2 复合式膜生物反应器中膜污染浅析

5.3 本章小结

6 结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

在读期间的研究成果