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一体式膜生物反应器中膜污染影响因素的研究

作　者: 芮琳娜
导　师: 赵新华
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 膜生物反应器膜污染运行参数微生物特性胞外聚合物
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

膜生物反应器(MBR)是一种新型高效的水处理工艺。该工艺由于膜的截留作用,出水水质好、有机物去除率高、污泥产率低、占地面积小。然而膜在分离过程中很容易被污染,导致膜的使用寿命缩短,膜通量降低,运行费用提高。膜污染已经成为阻碍MBR工艺广泛应用的一个重要因素。因此,本文在一体式MBR的基础上,从工艺运行参数、微生物特性两个方面对膜污染的影响因素进行分析,并探求膜污染的机理,提出一定的污染控制方法。(1)工艺运行参数对膜污染的影响方面:选定曝气强度、混合液污泥浓度、抽停比,设计三因素三水平的正交试验针对膜污染进行参数优化,同时结合单因素分析,研究各因素对膜污染的影响并探讨其机理。本试验得出各运行参数对膜污染的影响次序为:曝气强度>抽停比>污泥浓度。曝气通过其对膜的冲刷作用、对污泥颗粒粒径的影响等途径影响膜污染。试验条件下最优运行参数为曝气量1.6m~3/h,污泥浓度4500mg/L,抽停比9:2。(2)微生物代谢产物对膜污染的影响方面:重点考察胞外聚合物EPS和溶解性微生物产物SMP对膜污染的影响。同时,分析EPS与污泥沉降性能、混合液粘度的关系,进一步研究EPS影响膜污染的途径。另外,对EPS中的主要物质多聚糖和蛋白质进行定量分析,研究EPS中何种因素对膜污染做出较大的贡献。试验得出,随着SMP和EPS浓度的增加,过滤总阻力增加,膜污染加快。与SMP相比,EPS是导致膜污染的优先因素。EPS通过影响污泥沉降性能以及粘度的变化,进而对膜污染产生了一定影响。与多聚糖相比,EPS中蛋白质的含量是影响膜污染的优先因素。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-18
  1.1 课题的意义  7-8
    1.1.1 水资源短缺现状  7
    1.1.2 课题选择的意义  7-8
  1.2 MBR 工艺及发展现状  8-11
    1.2.1 MBR 处理工艺简述  8-9
    1.2.2 国外MBR 发展现状  9-10
    1.2.3 国内MBR 发展现状  10-11
  1.3 膜污染及其影响因素分析  11-16
    1.3.1 膜污染机理  11-13
    1.3.2 膜的性质结构对膜污染的影响  13-14
    1.3.3 MBR 运行参数对膜污染的影响  14-15
    1.3.4 污泥混合液特性对膜污染的影响  15-16
  1.4 研究的目的和内容  16-18
    1.4.1 研究目的  16
    1.4.2 研究内容  16-18
第二章试验装置及分析方法  18-26
  2.1 试验装置和材料  18-21
    2.1.1 试验装置  18-20
    2.1.2 原水水质  20-21
    2.1.3 接种污泥  21
  2.2 试验方案及参数选定  21-23
    2.2.1 运行参数对膜污染的影响  21-22
    2.2.2 微生物代谢产物对膜污染的影响  22-23
  2.3 分析项目及检测方法  23-26
    2.3.1 分析项目  23
    2.3.2 检测方法  23-26
第三章 MBR 运行参数对膜污染的影响  26-38
  3.1 运行参数及方案选定  26-27
    3.1.1 清水试验  26
    3.1.2 正交试验方案  26-27
  3.2 过膜压力的变化和膜污染的积累  27-29
  3.3 曝气对膜污染的影响  29-32
    3.3.1 曝气强度对膜污染速率的影响  29-30
    3.3.2 混合液颗粒粒径变化  30-31
    3.3.3 曝气强度对颗粒粒径的影响  31
    3.3.4 曝气强度对EPS 的影响  31-32
  3.4 MLSS 对膜污染的影响  32-34
  3.5 抽停比对膜污染的影响  34-35
  3.6 正交试验结果分析  35-36
  3.7 污染物去除效果分析  36-37
  3.8 本章小结  37-38
第四章微生物代谢产物对膜污染的影响  38-52
  4.1 微生物代谢产物类型  38-40
    4.1.1 溶解性微生物代谢产物SMP  38
    4.1.2 胞外聚合物EPS  38-40
  4.2 EPS 和SMP 运行过程中浓度变化及相关性  40-41
    4.2.1 EPS 和SMP 浓度变化与积累  40-41
    4.2.2 EPS 与SMP 相关性  41
  4.3 微生物代谢产物对膜污染的影响  41-47
    4.3.1 EPS、SMP 与膜污染关系  41-42
    4.3.2 EPS 对污泥沉降性能的影响  42-44
    4.3.3 EPS 对混合液粘度的影响  44-45
    4.3.4 EPS 中多糖、蛋白含量及其对膜污染影响  45-47
  4.4 膜清洗效果分析  47-49
    4.4.1 水力清洗  47-48
    4.4.2 化学清洗  48-49
  4.5 膜污染控制展望  49-50
  4.6 本章小结  50-52
第五章结论及建议  52-54
  5.1 结论  52-53
  5.2 建议  53-54
参考文献  54-58
发表论文和参加科研情况说明  58-59
致谢  59

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