膜生物反应器中EPS的生成状况及膜污染分析

摘要

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理技术，由于它出水水质好，剩余污泥量少，容积负荷高，操作管理方便等优点在污水处理领域有着广泛的应用。但由于膜污染的存在，常使膜产生意想不到的负面影响，膜污染一直是制约MBR处理效果的一项重要因素。胞外聚合物被认为是膜污染的最主要因素.
　　 本课题主要研究不同控制条件下，EPS的组成及膜污染状况。主要分析了在不同的曝气强度(0.2m3/h，和0.6 m3/h)和污泥龄(5、10、15、20d)下，EPS各组分的变化及其对膜污染的影响；并研究了MBR和PAC-MBR对进水处理效果和膜污染的影响。试验结果如下：
　　 (1)不同曝气强度下，混合液中LB-EPS、TB-EPS总量及它们中蛋白质和多糖的含量、蛋白质与多糖的比值p/c都是随运行时间的先增加后降低的。而对于膜面中LB-EPS却是一直呈减少趋势。
　　 (2)不同的曝气强度主要影响LB-EPS含量的变化，对TB-EPS含量的影响并不大，其中对蛋白质的影响较大，对多糖的影响较小。
　　 (3)膜污染分两个阶段：初期阶段(1-20d)和后期阶段(20d以后)。初期阶段高曝气强度对膜污染的影响较大，而后期阶段低曝气强度对膜污染影响显著。这主要是由曝气强度和活性污泥的特性决定的。
　　 (4)不同污泥龄下，LB的总量、LB中蛋白质、多糖含量随着SRT的增大先减小后稍微增大；TB蛋白质的含量是逐渐降低的，而多糖的含量却是逐渐增加的。
　　 (5)随着SRT的增加，TB的含量变化幅度不大，而LB的含量和EPS总量呈先降低后稍微增加的趋势。
　　 (6)在PAC-MBR中，COD的去除效果非常的好，一开始COD快速下降，并维持了一段时间，随后MBR中COD略有回升，后逐渐趋向稳定。总体看来PAC-MBR的出水效果比MBR要好。
　　 (7)MBR与PAC-MBR中氨氮的去处效果差不多。在TN的去除效果上，两个MBR运行初期TN的去除效果没有太大的差别，都呈上升的趋势。运行一段时间后，PAC-MBR的去除率明显比MBR高一些。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 我国水污染现状

1.2 MBR研究进展及意义

1.2.1 MBR及膜污染机理

1.2.2 膜污染产生原因

1.2.3 MBR及膜污染国内外研究现状、发展动态

1.3 EPS研究进展及意义

1.3.1 胞外聚合物(EPS)的形成

1.3.2 EPS形成的动力学因素

1.3.3 EPS的组成

1.3.4 污泥絮凝物和EPS的化学成分对表面电荷的影响

1.3.5 污泥絮凝物和EPS的化学成分对相对疏水性(RH)的影响

1.3.6 污泥和EPS的化学成分对絮凝能力(FA)的影响

1.3.7 絮凝能力(FA)和污泥絮凝物表面特性的关系

1.3.8 EPS国内外研究现状、发展动态

1.3.9 胞外聚合物对膜污染的影响

1.4 溶解性微生物产物(SMP)

1.5 课题的主要研究内容

第2章 试验装置与方法

2.1 试验装置

2.1.1 活性污泥培养驯化装置

2.1.2 膜生物反应器

2.2 试验进水

2.3 分析仪器与分析方法

2.3.1 试验分析仪器

2.3.2 分析方法

2.4 EPS的提取

2.4.1 EPS常用提取方法

2.4.2 试验EPS提取方法

2.5 EPS中多糖和蛋白质的测定

第3章 活性污泥的培养与驯化

3.1 试验过程

3.2 结果与分析

3.2.1 COD的去除率

3.2.2 污泥浓度(MLSS)的增长

3.2.3 沉降比SV

3.2.4 微生物相

3.3 培养中出现的异常状况与解决方法

3.4 小结

第4章 不同的环境因素对胞外聚合物(EPS)和膜污染的影响

4.1 曝气强度对EPS的组分和膜污染的影响

4.1.1 引言

4.1.2 试验条件

4.1.3 曝气强度对COD的去除效果的影响

4.1.4 污泥浓度(MLSS)随时间的变化

4.1.5 胞外聚合物EPS的分析

4.1.6 曝气强度对膜污染的影响

4.2 SRT对胞外聚合物组成及膜污染的影响

4.2.1 条件

4.2.2 SRT对MBR中污泥混合液特性的影响

4.3 小结

第5章 MBR与PAC-MBR处理效果的分析

5.1 试验方法

5.2 MBR与PAC-MBR对COD的去除效果的比较

5.3 MBR与PAC-MBR对NH4+-N的去除效果的比较

5.4 MBR与PAC-MBR对TN的去除效果的比较

5.5 MBR和PAC-MBR中膜污染状况

5.6 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况