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一体式膜生物反应器处理稀土氨氮废水的实验研究

作　者: 郭雅琼
导　师: 韩剑宏
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 膜生物反应器 稀土废水 氨氮 硝化反应动力学 膜污染
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着稀土产业的发展,稀土废水的排放量日益增大且处理难度高,因此急需找出一条合适的技术路径。而一体式膜生物反应器（MBR）作为一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术,该技术处理高浓度难降解有机废水处理,不仅具有脱氮功能,而且结构紧凑,占地面积小,无需二沉池,因此,采用一体式膜生物反应器处理稀土氨氮废水是可行的,且是较为合适的处理工艺。本实验主要是以UASB处理后的水为原水,研究一体式膜生物反应器对稀土氨氮废水的处理情况,分析了处理效果及动力学参数,确定清洗方法。反应器启动阶段主要是对污泥的培养和驯化,以葡萄糖为营养基质,使污泥增殖,并逐步提高进水氨氮的浓度,使污泥在较低的C/N条件下达到较好的氨氮去除效果,约一个月后污泥浓度不在变化,当C/N为0.87时,COD去除效果稳定,在85%左右,氨氮去除可达50%以上。在运行期间探讨了增加污泥负荷后,反应器的去除效果,以及不同pH值,溶解氧,水力停留时间（HRT）对COD和氨氮去除效果的影响,得到最佳的实验条件为:HRT为10小时,pH值为7.5,溶解氧为3mg/L,在此条件下COD和氨氮的去除率分别为88.7%和54.6%。通过动力学的分析表明,细菌的比增长速率与基质浓度满足monod方程:最大比降解速率Vmax=0.012d-1,底物的饱和常数Ks=23.47mg/L,硝化反应的动力学模型可表示为:。为确保更好的运行效果,需对膜进行清洗以减缓膜堵塞。首先采用物理清洗,水力冲洗大约15分钟,再用水力反冲洗一小时,通量可恢复20.9%;其次用NaOH在清洗浓度为0.25%、清洗时间为30min、温度为40℃的条件下进行清洗,通量能够恢复到70%以上。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
引言  9-10
1 文献综述  10-24
  1.1 研究背景  10-15
    1.1.1 我国水资源及水污染现状  10-11
    1.1.2 稀土氨氮废水的种类及来源  11-12
    1.1.3 稀土氨氮废水产生的危害  12-13
    1.1.4 氨氮废水的处理现状及存在问题  13-15
  1.2 同时硝化反硝化（SND）工艺  15-17
    1.2.1 同时硝化反硝化的机理  15-16
    1.2.2 同时硝化反硝化的理论解释  16-17
    1.2.3 同时硝化反硝化工艺的优缺点  17
  1.3 膜生物反应器的基本概念及其发展  17-24
    1.3.1 膜生物反应器的基本构成和分类  17-19
    1.3.2 膜生物反应器的特点  19-21
    1.3.3 膜生物反应器在国内外的应用  21-22
    1.3.4 膜生物反应器的污染及清洗  22-24
2 研究的目的和意义  24-25
  2.1 课题的来源  24
  2.2 研究的目的和意义  24-25
3 实验材料及方法  25-28
  3.1 实验装置  25-26
  3.2 实验内容  26-27
  3.3 实验水质及分析方法  27-28
4 反应器的启动  28-33
  4.1 污泥的培养驯化  28-29
  4.2 启动阶段的运行效果分析  29-32
    4.2.1 反应器对COD 的去除效果  29-30
    4.2.2 反应器对氨氮的去除效果  30-31
    4.2.3 启动阶段C/N 对氨氮去除效果的研究  31-32
  4.3 小结  32-33
5 一体式膜生物反应器的运行研究  33-45
  5.1 膜生物反应器的去除特性分析  33-37
    5.1.1 低负荷下膜生物反应器的去除特性  33-34
    5.1.2 增加负荷后膜生物反应器的去除特性  34-36
    5.1.3 膜对污染物去除的强化作用  36-37
  5.2 膜生物反应器的影响因素分析  37-42
    5.2.1 HRT 对COD 和氨氮处理效果的影响  37-39
    5.2.2 pH 值对COD 和氨氮的处理效果的影响  39-40
    5.2.3 溶解氧对COD 和氨氮处理效果的影响  40-42
  5.3 膜生物反应器中污泥浓度的变化情况分析  42-44
  5.4 小结  44-45
6 一体式膜生物反应器硝化反应动力学的实验研究  45-52
  6.1 硝化反应的影响因素分析  46-49
    6.1.1 溶解氧对硝化反应的影响  46-47
    6.1.2 pH 对硝化反应的影响  47
    6.1.3 有毒物质对硝化反应的影响  47-49
  6.2 生物硝化动力学  49-50
  6.3 小结  50-52
7 膜的污染及清洗研究  52-59
  7.1 膜的污染  52-54
  7.2 膜的清洗  54-58
    7.2.1 物理清洗  54-55
    7.2.2 化学清洗  55-58
  7.3 小结  58-59
结论  59-60
建议  60-61
参考文献  61-66
在学研究成果  66-67
致谢  67

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用 > 技术方法
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