一体式平片膜生物反应器处理污水的性能与应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 林红军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-11-09 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 陆晓峰 |
| 关键词 | 膜生物反应器 基质降解动力学 膜污染 城市生活污水 城市二级出水 |
| 其他题名 | Characterization and application of submerged flat-sheet membrane bioreactor for wastewater treatment |
| 中文摘要 | 本论文采用平片式MBR及MBR复合工艺对城市生活污水、尿液污水、城市二级出水和人工配制的废水进行处理试验研究。通过本论文的研究可以全面考察MBR对这些废水的处理效果、机理、存在的问题和解决方法，为MBR在这些废水处理中的应用提供有价值的理论依据和经验。 论文在与传统活性污泥法（CAS）比较的基础上，对MBR及MBR复合工艺处理废水过程中的污泥特性、基质降解动力学、膜过滤特性和膜污染机理等方面进行了详细的考察和研究。并将该工艺应用于城市生活污水、尿液污水和城市二级出水的处理，对处理过程进行了详细的分析和研究。其主要结果如下: ⑴ 比较了MBR和CAS工艺处理城市生活污水的情况，实验表明两者在污染物去除特征、污泥的物理特征、上清液有机物含量与分布、污泥活性和微型动物等方面存在较大的差别。MBR系统有更高的污染物去除率、污泥耗氧速率；MBR中随运行时间的顺序，优势微型动物种群呈现从动物性鞭毛虫→水蚤和轮虫→转轮虫和线虫的演替规律，而CAS系统中变化不明显。 ⑵ 通过动力学推导得到了MBR中的有机物和氨氮降解动力学模型，采用平片膜生物反应器处理人工配制的生活污水，确定了相应的动力学参数。通过实验得到了相关动力学参数Ks=264.04mgCOD•L-1，νmax=2.01d-1，K=0.0076L•d-1•mg-1COD，y=0.44mgMLSS•mg-1COD，Kd=0.021d-1，KN=0.061d-1。实验表明该动力学方程能较好地预测膜生物反应器的出水水质状况，本研究所获动力学关系和动力学参数可作MBR系统设计的依据。 ⑶ 以PVDF超滤膜过滤活性污泥，表明膜污染分别受膜孔堵塞模型和沉积层阻力模型控制；膜的相对通量随过滤时间呈指数衰减趋势，过滤过程存在污泥压密过程，污泥比阻随压力增大而增大，得到处理城市生活污水的活性污泥的压密指数为0.8078；沉积层阻力占总阻力的90%以上，是膜过滤污染阻力的主要组成部分；活性污泥中的悬浮固体物质产生的阻力占87.98%，胶体颗粒和溶质产生的阻力较小；可以把膜污染过程分为三个阶段，各个阶段的膜污染机理和控制因素各不相同。 ⑷ 以中试规模的MBR系统处理城市生活污水。在更短的水力停留时间下，MBR依然有着比CAS更为稳定优良的有机物去除效率，有机物去除率大于90%（COD为93.07%，BOD5为99.08%）；相比较CAS，MBR容积负荷率高，污泥负荷率低，体现出较强的抗冲击负荷能力；对MBR系统进行技术和经济性分析表明，该工程单位投资为3000元/(m3•d)，运行成本为1.51元/m3，在技术和经济上均是可行的。 ⑸ 采用缺氧-好氧MBR工艺处理尿液污水。系统对NH4+-N和COD的平均去除率分别为79.5%和75.1%，对BOD5的去除率>95%，对色度有一定的去除能力，出水经PAC脱色后色度为8倍；反应器中存在NO2--N和COD的积累现象，改性PVDF超滤膜处理尿液污水，前期以膜内表面生物污染为主，碱洗效果好；后期以膜外表面沉积层引起的膜污染为主，通过表面擦拭再碱洗膜污染清除效果较好。 ⑹ 采用投加PAC的MBR系统对城市二级出水进行深度处理。系统对TOC的去除率为42.6%， NH4+-N的去除率大于95%，浊度的去除率约为92%；投加PAC极大地提高了系统对有机物的去除率并减缓了MBR中的膜污染；投加PAC改变了污泥形态，使污泥沉降性能变好，粘度降低，污泥比耗氧速率增加，这些变化可能是使系统性能提高的主要原因。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 128 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7140]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 林红军. 一体式平片膜生物反应器处理污水的性能与应用研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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