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改装MBR工艺对处理城市污水的特性研究

作　者: 薛姣姣
导　师: 杨云龙
学　校: 太原理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 膜生物反应器脱氮除磷厌氧池城市污水处理回流比
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近来随着化肥、农药和洗涤剂等的广泛应用,氮磷的污染以及水体富营养化日趋严重,生物脱氮除磷工艺将得到较大应用和发展。膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)作为一种新型高效的污水处理技术日益受到各国研究者的关注。与传统生物处理技术相比较,MBR工艺具有出水水质好且可直接回用、设备占地面积小、便于自控、活性污泥浓度高和剩余活性污泥产量低等优点。经过几十年的发展,MBR已在城市污水和工业废水的处理与回用方面成为一种很有吸引力和竞争力的选择,并被视为“最佳实用技术”(best available technology)。目前MBR在国内外的研究发展很快,但自身脱氮率仅为50%-70%；在除磷方面,效果也不是很理想,很多都要对膜生物反应器的出水进行化学处理才能满足相应的污水排放标准。本试验研究了一种新型的MBR工艺处理城市生活污水的效果,经过长时间的运行,考察了改装MBR工艺对污水各个指标的处理效果,由此来控制运行参数对试验进行合理的优化。具体考察出水水质和和反应器上清液的COD、NH4+-H、TP、TN等指标的去除效果,使其达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)对污水回用水质的要求。研究结果表明,在实验进行的过程中,进水的温度、pH、DO、SRT、回流比、HRT和设备正常运行等条件对整个去除效果产生很大影响。通过考察SRT的改变对系统去除效果的影响,得到合适的参数。改装MBR工艺是在MBR工艺前加设厌氧池,这样能解决去除氮和磷在污泥龄上的矛盾,同时使脱氮除磷的效果达到污水排放标准。对膜生物反应器中填料的比例和加设厌氧池容积的影响进行了研究,回流比对系统的处理效果进行了分析,得出了MBR改装反应器参数的控制的最佳值：SRT设定为18d、HRT为6h、回流比设定为1.5、DO为1.5mg/L时,处理效果最佳。通过对实验沿程的研究,得到了各个反应区对物质的具体去除效果,指出实验中存在的不足。最后,对改装MBR工艺进行经济效益分析。分析得出,该反应器还有更好利用空间,通过改变设置,可能达到更好的处理效果。无论从经济效益还是社会效益上本工艺都有巨大的利用价值和可行性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-17
  1.1 课题的提出  13-14
    1.1.1 课题提出的背景  13-14
    1.1.2 课题提出的意义  14
  1.2 课题研究的内容及目的  14-17
    1.2.1 研究的内容  14-15
    1.2.2 研究的目的  15-17
第二章文献综述  17-29
  2.1 膜生物反应器(MBR)的概况  17-22
    2.1.1 MBR的简介  17
    2.1.2 MBR的原理  17
    2.1.3 MBR的分类及特点  17-21
    2.1.4 改装MBR工艺的特点  21-22
  2.2 MBR技术在国内外的发展现状与应用  22-25
    2.2.1 国外MBR的发展  22
    2.2.2 国内MBR的发展  22-23
    2.2.3 国内外MBR的应用  23-24
    2.2.4 MBR技术未来的研究方向  24-25
  2.3 MBR工艺中存在的问题  25-29
    2.3.1 膜污染及控制  25-26
    2.3.2 脱氮除磷  26
    2.3.3 污泥粒径小  26
    2.3.4 污泥活性低  26-27
    2.3.5 整体投资高  27
    2.3.6 运行成本高  27
    2.3.7 需要与其他工艺联用  27-29
第三章实验装置及分析方法  29-39
  3.1 实验装置及流程  29-32
    3.1.1 实验的装置  29-30
    3.1.2 工艺流程及设计理论  30-32
  3.2 实验水质及水质标准  32
    3.2.1 实验水质  32
    3.2.2 水质标准  32
  3.3 实验项目及方法  32-34
    3.3.1 实验项目  32-33
    3.3.2 实验方法  33-34
  3.4 反应器中的填料与膜组件  34-39
    3.4.1 填料的选择  34-35
    3.4.2 膜组件选择及性能参数  35-39
第四章实验的启动及效果分析  39-47
  4.1 实验的启动  39-41
    4.1.1 污泥驯化及挂膜的过程  39-40
    4.1.2 驯化期间COD的变化  40
    4.1.3 驯化期间NH_4~+-N的变化  40-41
  4.2 实验的处理效果  41-46
    4.2.1 COD的处理效果分析  41-42
    4.2.2 NH_4~+-N的处理效果分析  42-44
    4.2.3 TN的处理效果分析  44-45
    4.2.4 TP的处理效果分析  45-46
  4.3 小结  46-47
第五章环境因素对反应器效果的影响  47-67
  5.1 温度对处理效果的影响  47-49
    5.1.1 温度对COD处理效果的影响  47-48
    5.1.2 温度对NH_4~+-N、TN处理效果的影响  48-49
    5.1.3 温度对TP处理效果的影响  49
  5.2 pH值对处理效果的影响  49-52
    5.2.1 pH值对COD处理效果的影响  50
    5.2.2 pH值对NH_4~+-N、TN处理效果的影响  50-51
    5.2.3 pH值对TP处理效果的影响  51-52
  5.3 DO值对处理效果的影响  52-55
    5.3.1 DO对COD处理效果的影响  53
    5.3.2 DO对NH_4~+-N、TN处理效果的影响  53-54
    5.3.3 DO对TP处理效果的影响  54-55
  5.4 污泥停留时间(SRT)对处理效果的影响  55-58
    5.4.1 SRT对COD处理效果的影响  56-57
    5.4.2 SRT对NH_4~+-N、TN处理效果的影响  57
    5.4.3 SRT对TP处理效果的影响  57-58
  5.5 回流比对处理效果的影响  58-61
    5.5.1 回流比对COD的影响  58-59
    5.5.2 回流比对脱氮性能的影响  59-60
    5.5.3 回流比对TP处理效果的影响  60-61
  5.6 系统最佳水力停留时间HRT的确定  61-64
    5.6.1 HRT对COD处理效果的影响  61-62
    5.6.2 HRT对NH4+-N、TN处理效果的影响  62-63
    5.6.3 HRT对TP处理效果的影响  63-64
  5.7 填料的比例对系统脱氮除磷的影响  64-65
  5.8 小结  65-67
第六章经济技术分析与评价  67-75
  6.1 MBR工艺与传统污水处理工艺的比较  67-69
    6.1.1 投资比较  67-68
    6.1.2 单位回用成本比较  68-69
  6.2 改装MBR工艺的经济及成本分析  69-74
    6.2.1 工艺参数选择  70
    6.2.2 基建投资费  70-71
    6.2.3 运行费用  71-74
  6.3 小结  74-75
第七章结论与建议  75-79
  7.1 结论  75-76
  7.2 建议  76-79
参考文献  79-83
附图  83-85
致谢  85-87
发表的学术论文  87

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