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投加PAC控制MBR膜污染的试验研究
作 者: 朱永双
导 师: 郭新超
学 校: 西安建筑科技大学
专 业: 环境工程
关键词: 膜生物反应器 膜污染 粉末活性炭(PAC) 污染阻力 过滤性能
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
与其他常规生化水处理工艺相比,膜生物反应器(MBR)具有突出的优点,但是膜污染成为其广泛应用的瓶颈。解决膜污染问题是今后研究的重点和难点。本试验旨在研究投加粉末活性炭(PAC)对膜污染的控制作用。本研究以模拟生活污水为处理对象,通过平行对比研究的方法,考察了投加PAC对一体式A/O-MBR膜污染延缓的影响。试验结果表明:本试验条件下投加PAC对出水水质改善效果不明显,不论是否投加PAC,COD和氨氮的总去除率都达到95%以上。但总体上,COD和氨氮的去除率由于PAC的投加均有所提高。同一个清洗周期内,1#膜和2#膜的通量呈现相似的3阶段衰减规律;清洗周期随污泥浓度增大而缩短,随HRT的增大而延长。1g/L的PAC投加量下,控制好污泥浓度,可有效减缓膜通量衰减速率,延长清洗周期;2g/L投加量时,通量衰减速率较前者更快一些,因丝状菌膨胀,膜污染的影响因素更加复杂,此投加量对膜污染的减缓作用有待进一步试验考察。投加PAC使膜丝表面污泥层较松散,容易通过水力冲洗去除。化学清洗较彻底,先通过酸碱液的清洗后再采用氧化剂浸泡,对通量恢复最有效。PAC的投加改善了微生物的生长环境,污泥浓度增长更快一些。生物活性炭污泥絮体以PAC为骨架,一定程度上能抵抗强曝气的剪切作用,不容易被打碎,可改善污泥粒径分布,未投加PAC的反应器中污泥平均粒径只有23.76μm,而投加PAC的反应器中污泥平均粒径提高到82.90μm,污泥沉降性能稍有提高,但是SV30仍然在90%以上,SVI在150mL/g以上;成熟的污泥以累枝虫占据绝对优势,污泥性能良好,第一阶段后期未投加PAC的反应器中出现大量的楯纤虫,试验第五阶段两反应器中丝状菌大量繁殖,导致污泥过滤性能变差,但出水水质不受影响。投加PAC可有效降低凝胶层阻力,从而使总阻力大幅下降,体现了膜污染防治的效果。投加PAC与否,沉积层阻力占总阻力的90%以上,沉积层的形成是膜污染的主要来源。污泥浓度太高和丝状菌膨胀可增大过滤阻力。过滤试验发现,过滤过程最初1min受膜孔堵塞模型控制,之后受沉积过滤模型控制,后一阶段是膜过滤的主要控制阶段。投加PAC后,由于改善了粒径分布、减小了混合液粘度和提高了污泥絮体抗压性能三方面的作用,混合液污泥比阻降低,过滤性能得到改善。
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全文目录
摘要 3-5 Abstract 5-9 1 绪论 9-22 1.1 前言 9-10 1.2 MBR工艺简介 10-12 1.2.1 MBR工艺基本原理 10 1.2.2 MBR工艺特点 10 1.2.3 MBR工艺分类 10-12 1.3 国内外MBR研究进展及应用前景 12-13 1.3.1 MBR的研究进展 12-13 1.3.2 MBR的应用前景 13 1.4 膜污染概述 13-20 1.4.1 膜污染定义 13-14 1.4.2 膜污染分类 14 1.4.3 膜污染影响因素 14-18 1.4.4 控制膜污染的措施 18-20 1.5 课题来源及研究目的和内容 20-22 1.5.1 课题来源及研究目的 20-21 1.5.2 课题研究内容 21-22 2 试验装置与分析方法 22-26 2.1 试验装置 22-23 2.2 试验用水水质及分析方法 23-24 2.2.1 试验用水水质 23 2.2.2 试验指标分析方法 23-24 2.3 试验运行条件 24 2.4 活性污泥的培养驯化 24-26 3 PAC对净化规律及膜通量的影响 26-37 3.1 污染物的去除规律 26-29 3.1.1 COD的去除效果 26-27 3.1.2 氨氮的去除效果 27-28 3.1.3 PAC对污染物去除的影响 28-29 3.2 膜通量衰减速率比较 29-33 3.2.1 膜通量衰减的变化 29-32 3.2.2 膜通量衰减影响因素 32-33 3.3 膜通量的恢复 33-35 3.3.1 物理清洗 33-35 3.3.2 化学清洗 35 3.4 小结 35-37 4 PAC对污泥性状的影响 37-43 4.1 污泥浓度的变化 37 4.2 污泥龄的比较 37-38 4.3 污泥沉降性能比较 38-39 4.4 粒径分布的比较 39-40 4.5 污泥生物相的观察 40-42 4.6 小结 42-43 5 PAC对膜污染过程减缓作用的研究 43-58 5.1 膜污染表征及数学表达 43-48 5.1.1 膜污染表征 43-44 5.1.2 膜污染过程的数学表达 44-46 5.1.3 试验装置及方法 46-48 5.2 试验结果与分析 48-57 5.2.1 膜阻力分布比较 48-49 5.2.2 过滤通量的变化情况 49-54 5.2.3 混合液的过滤性能比较 54-57 5.3 小结 57-58 6 结论与建议 58-60 6.1 结论 58-59 6.2 建议 59-60 致谢 60-61 参考文献 61-64
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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
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