一体式膜生物反应器中膜污染影响因素的研究

摘要

膜生物反应器(MBR)是一种新型高效的水处理工艺。该工艺由于膜的截留作用,出水水质好、有机物去除率高、污泥产率低、占地面积小。然而膜在分离过程中很容易被污染,导致膜的使用寿命缩短,膜通量降低,运行费用提高。膜污染已经成为阻碍MBR工艺广泛应用的一个重要因素。本文在一体式MBR的基础上,从工艺运行参数、微生物特性两个方面对膜污染的影响因素进行分析,并探求膜污染的机理,提出一定的污染控制方法。
　　 ⑴工艺运行参数对膜污染的影响方面：选定曝气强度、混合液污泥浓度、抽停比,设计三因素三水平的正交试验针对膜污染进行参数优化,同时结合单因素分析,研究各因素对膜污染的影响并探讨其机理。本试验得出各运行参数对膜污染的影响次序为:曝气强度>抽停比>污泥浓度。曝气通过其对膜的冲刷作用、对污泥颗粒粒径的影响等途径影响膜污染。试验条件下最优运行参数为曝气量1.6m3／h,污泥浓度4500mg／L,抽停比9:2。
　　 ⑵微生物代谢产物对膜污染的影响方面：重点考察胞外聚合物EPS和溶解性微生物产物SMP对膜污染的影响。同时,分析EPS与污泥沉降性能、混合液粘度的关系,进一步研究EPS影响膜污染的途径。另外,对EPS中的主要物质多聚糖和蛋白质进行定量分析,研究EPS中何种因素对膜污染做出较大的贡献。试验得出,随着SMP和EPS浓度的增加,过滤总阻力增加,膜污染加快。与SMP相比,EPS是导致膜污染的优先因素。EPS通过影响污泥沉降性能以及粘度的变化,进而对膜污染产生了一定影响。与多聚糖相比,EPS中蛋白质的含量是影响膜污染的优先因素。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题的意义

1.1.1 水资源短缺现状

1.1.2 课题选择的意义

1.2 MBR工艺及发展现状

1.2.1 MBR处理工艺简述

1.2.2 国外MBR.发展现状

1.2.3 国内MBR发展现状

1.3 膜污染及其影响因素分析

1.3.1 膜污染机理

1.3.2 膜的性质结构对膜污染的影响

1.3.3 MBR运行参数对膜污染的影响

1.3.4 污泥混合液特性对膜污染的影响

1.4 研究的目的和内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

第二章 试验装置及分析方法

2.1 试验装置和材料

2.1.1 试验装置

2.1.2 原水水质

2.1.3 接种污泥

2.2 试验方案及参数选定

2.2.1 运行参数对膜污染的影响

2.2.2 微生物代谢产物对膜污染的影响

2.3 分析项目及检测方法

2.3.1 分析项目

2.3.2 检测方法

第三章 MBR运行参数对膜污染的影响

3.1 运行参数及方案选定

3.1.1 清水试验

3.1.2 正交试验方案

3.2 过膜压力的变化和膜污染的积累

3.3 曝气对膜污染的影响

3.3.1 曝气强度对膜污染速率的影响

3.3.2 混合液颗粒粒径变化

3.3.3 曝气强度对颗粒粒径的影响

3.3.4 曝气强度对EPS的影响

3.4 MLSS对膜污染的影响

3.5 抽停比对膜污染的影响

3.6 正交试验结果分析

3.7 污染物去除效果分析

3.8 本章小结

第四章 微生物代谢产物对膜污染的影响

4.1 微生物代谢产物类型

4.1.1 溶解性微生物代谢产物SMP

4.1.2 胞外聚合物EPS

4.2 EPS和SMP运行过程中浓度变化及相关性

4.2.1 EPS和SMP浓度变化与积累

4.2.2 EPS与SMP相关性

4.3 微生物代谢产物对膜污染的影响

4.3.1 EPS、SMP与膜污染关系

4.3.2 EPS对污泥沉降性能的影响

4.3.3 EPS对混合液粘度的影响

4.3.4 EPS中多糖、蛋白含量及其对膜污染影响

4.4 膜清洗效果分析

4.4.1 水力清洗

4.4.2 化学清洗

4.5 膜污染控制展望

4.6 本章小结

第五章 结论及建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢