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移动床生物膜反应器处理生活污水的实验及应用研究

作　者: 王敏
导　师: 程温莹
学　校: 成都理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 移动床生物膜反应器悬浮填料生物脱氮除磷城镇污水处理
分类号: X703.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

移动床生物膜反应器(moving bed bio-film reactor,MBBR)是一种革新型的生物处理工艺,它结合了活性污泥法和传统生物膜法等生物处理方法的优点,具有处理能力高、能耗低、无须污泥回流、占地面积小、投资省、运行管理简单且能同时脱氮除磷等优点,由于其自身的优点,该工艺在未来有着很大的发展前景。本课题采用实验与实际工程相结合的方式进行移动床生物膜反应器处理生活污水的研究。首先通过对两种不同悬浮填料的MBBR反应器从填料挂膜、运行参数影响效果、处理效果等方面进行平行对比实验,根据实验结果选择相对较好的一种填料作为实际工程所用填料。其次通过实际工程与处理规模相当的活性污泥法及生物膜法做对比,对三种工艺从处理效果、占地面积、工程投资等方面做出综合评价。通过实验及实际工程得出以下主要研究成果:(1)不同种类的悬浮填料在挂膜快慢及处理效果上有一定的差异。对比实验选取的A、B两种填料,从挂膜初期开始填料A就具有一定的优势,填料A比填料B流化状态好,而且呈完全流化状态时间短。填料A在挂膜第14天左右COD处理效果就很好,而填料B需要约20天。填料A完成挂膜时间为25天,填料B为31天。挂膜完成后两种填料对化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)的去除效果相差不大,去除率分别达到80%、60%、40%以上。(2)曝气时间对COD、氨氮、TP的去除有一定的影响。随着曝气时间的延长,COD及氨氮的去除率不断上升,而总磷在一定的曝气时间后趋于平缓。通过两种填料在不同曝气时间下的处理效果及兼顾经济节能的原则,实验得出A、B两种填料的最佳曝气时间均为5小时,在此条件下两个反应器出水COD和氨氮出水浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。(3)曝气量对去除效果也有一定的影响。随着曝气量的增加,COD及氨氮的去除率不断上升。从曝气量120 L/h开始,填料A的COD和氨氮出水浓度均达到一级A标准,TP去除率趋于平缓;填料B在曝气量120 L/h时,COD出水浓度达到一级A标准,140 L/h时,氨氮出水达到一级A标准,TP出水浓度达到一级B标准。综合考虑曝气量对COD、氨氮及TP的去除效果,填料A选择曝气量为120 L/h,此时填料A对COD、氨氮的处理效果达到一级A标准,填料B选择曝气量140 L/h,对COD、氨氮的去除效果达到一级A标准,对TP的去除效果达到一级B标准。(4)曝气量的大小对反应器中溶解氧浓度有着很大的影响,实验中从曝气量60 L/h,溶解氧就在2mg/L以上,满足生物处理的溶解氧要求。随着曝气量的增大,反应器内溶解氧呈上升趋势,达到一定水平后趋于平缓。在分析曝气量对处理效果影响的同时,同时要考虑溶解氧产生的作用。(5)实验过程中TP的去除率一直很低,出水也达不到排放标准。通过分析移动床生物膜反应器脱氮除磷机理,对实验进行优化,增加厌氧搅拌阶段。通过优化实验,TP的去除效果有了明显改善,去除率从50%左右上升到70%左右,两个反应器出水均达到了一级B标准。(6)对两种填料从挂膜快慢、去除效果及运行费用等方面进行综合对比,填料A要优于填料B,选择填料A作为实际工程所用填料。(7)通过MBBR实际工程与规模相当的厌氧—缺氧—好氧(Anaerobic/ Anoxic/ Oxic,A~2/O)工艺及生物流化床工艺从工艺流程、占地面积、工程投资等方面的综合对比得出,MBBR工艺具有占地面积小、工程投资小、运行费用低、操作及运行维护管理简单等优点。对小型污水处理厂来讲,是一种很好的工艺选择,对于成都市未来实现镇镇建成污水处理厂,污水处理全覆盖有着重要的现实意义。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-20
  1.1 我国水污染及水处理现状  12-14
    1.1.1 我国水污染现状  12-14
    1.1.2 我国水处理现状  14
  1.2 移动床生物膜反应器国内外研究现状  14-17
    1.2.1 理论研究  15-16
    1.2.2 应用研究  16-17
  1.3 本课题的研究意义和主要内容  17-20
    1.3.1 本课题的研究意义  17-18
    1.3.2 本课题研究的主要内容  18-20
第2章我国污水处理工艺应用与发展现状  20-35
  2.1 概述  20-21
  2.2 活性污泥法  21-25
    2.2.1 传统活性污泥法  21
    2.2.2 厌氧、好氧活性污泥法  21-23
    2.2.3 氧化沟活性污泥法  23-24
    2.2.4 吸附生物降解法活性污泥系统  24
    2.2.5 间歇式活性污泥法  24-25
  2.3 生物膜法  25-28
    2.3.1 生物滤池  26
    2.3.2 生物转盘  26-27
    2.3.3 生物接触氧化法  27
    2.3.4 生物流化床  27-28
  2.4 移动床生物膜反应器  28-35
    2.4.1 移动床生物膜反应器工艺原理  28-29
    2.4.2 移动床生物膜反应器特点  29-30
    2.4.3 移动床生物膜反应器的影响因素  30-35
第3章实验材料和方法  35-40
  3.1 实验仪器与试剂  35-36
  3.2 实验装置及工艺流程  36-37
    3.2.1 实验装置  36
    3.2.2 工艺流程  36-37
  3.3 悬浮填料与实验用水  37-38
    3.3.1 悬浮填料  37-38
    3.3.2 实验用水  38
  3.4 分析项目及方法  38-40
    3.4.1 分析项目与分析方法  38
    3.4.2 标准曲线  38-40
第4章 MBBR 两种填料对比及优化实验  40-64
  4.1 填料挂膜启动实验  40-44
    4.1.1 悬浮填料A 挂膜实验  40-42
    4.1.2 悬浮填料B 挂膜实验  42-44
    4.1.3 两种填料挂膜结果分析  44
  4.2 曝气时间对MBBR 反应器去除效果的影响  44-48
    4.2.1 对COD 去除效果的影响  45-46
    4.2.2 对氨氮去除效果的影响  46
    4.2.3 对总磷去除效果的影响  46-47
    4.2.4 结果分析  47-48
  4.3 曝气量对MBBR 反应器去除效果的影响  48-53
    4.3.1 对COD 去除效果的影响  48-49
    4.3.2 对氨氮去除效果的影响  49-50
    4.3.3 对总磷去除效果的影响  50-51
    4.3.4 结果分析  51-53
  4.4 优化实验  53-62
    4.4.1 MBBR 反应器脱氮除磷机理  53-57
    4.4.2 MBBR 反应器优化措施  57
    4.4.3 结果与分析  57-62
  4.5 本章小结  62-64
第5章 MBBR 工程应用效果及对比研究  64-72
  5.1 MBBR 实际工程  64-68
    5.1.1 基本设计  64-66
    5.1.2 调试期运行情况  66-67
    5.1.3 运行情况  67-68
  5.2 MBBR 工艺与A~2/O 工艺和生物流化床工艺的对比分析  68-71
    5.2.1 A~2/O 工艺实际工程  68-69
    5.2.2 生物流化床工艺实际工程  69-70
    5.2.3 三种工艺对比  70-71
  5.3 本章小结  71-72
结论  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-80
攻读学位期间发表的学术论文目录  80

移动床生物膜反应器处理生活污水的实验及应用研究

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