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智能型复合膜中水处理工艺技术的实验研究

作　者: 姚明炫
导　师: 吕谋教
学　校: 青岛理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 膜生物反应器(MBR) 序批式膜生物反应器(SBMBR) 膜污染脱氮除磷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前,我国水资源短缺与水环境污染日益加重是水资源领域面临的重要问题,污水处理后实现中水回用是目前缓解问题的主要方法。针对城市综合污水的特点,本实验研究以膜生物反应器工艺为核心,在一体式好氧处理的基础上,结合序批式的操作方式,进行了系统运行总体效能的研究,出水水质满足《GB/T 18920-2002城市杂用水水质标准》,且该工艺在实际中水回用工程中具有一定的经济、社会及环境效益。本实验在第一阶段采用中空纤维超滤膜,建立由PLC智能控制的一体式好氧膜生物反应器(MBR)系统,针对城市污水处理效果进行实验研究。结果表明:系统出水稳定水质良好,抗负荷冲击能力强。在膜生物反应器中生物降解对COD、氨氮和磷等污染物的去除起主要作用,而膜的截留作用对维持稳定的系统出水也起到了重要作用。第二阶段实验以序批式双反应器SBMBR工艺系统为研究对象,对城市污水的处理效果进行了实验研究.结果表明:系统对COD、氨氮和磷等的去除良好,最终膜出水水质满足生活杂用水回用标准;该系统工艺采用膜过滤取代序批式工艺中的沉淀和排水阶段,简化了传统SBR工艺,同时强化了脱氮除磷能力,试验中反应器内混合液的污泥沉降性能及活性始终保持良好。实验分析了水力反冲洗、超声波清洗。化学清洗、空曝气四种膜清洗方式对减缓膜污染的影响,研究了膜污染的形成机理。实验结果表明:膜污染在系统运行初期以膜孔的堵塞为主要污染,之后膜面沉积层的形成控制膜的过滤压差。水力反洗、超声波间歇清洗和空曝气主要去除膜面沉积层的污染,化学清洗可消除因膜孔堵塞引起的污染。对MBR系统处理城市污水的的成本进行分析和概算,探讨影响成本费用的因素,结果表明系统不仅具有较好的经济效益,还具有一定的社会效益和环境效益。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-23
  1.1 我国水资源现状及城市污水回用技术  11-13
    1.1.1 我国水资源现状  11
    1.1.2 城市污水的性质及特点  11-13
    1.1.3 城市污水回用技术  13
  1.2 膜生物反应器  13-18
    1.2.1 膜生物反应器的发展研究概况  13-15
    1.2.2 膜生物反应器的类型  15-16
    1.2.3 膜生物反应器的特点  16-17
    1.2.4 膜生物反应器在城市污水回用中的应用  17-18
  1.3 膜生物反应器脱氮除磷技术  18-21
    1.3.1 典型的生物脱氮除磷工艺  18-19
    1.3.2 MBR 脱氮除磷技术  19-21
  1.4 本研究的目的、意义及研究内容  21-23
    1.4.1 研究的目的及意义  21
    1.4.2 研究的内容  21-23
第2章实验装置与方法  23-31
  2.1 实验装置与工艺流程  23-28
    2.1.1 实验装置及主要设备  23-27
    2.1.2 工艺流程  27-28
  2.2 实验条件  28-29
    2.2.1 实验原水  28
    2.2.2 接种污泥  28
    2.2.3 恒流过滤  28-29
    2.2.4 水力停留时间和污泥龄  29
  2.3 实验分析项目与检测方法  29-31
第3章好氧膜生物反应器处理城市污水的实验  31-38
  3.1 实验启动  31-32
    3.1.1 工艺流程  31
    3.1.2 活性污泥培养  31-32
  3.2 好氧膜生物反应器对污染物去除特性的研究  32-36
    3.2.1 对有机物去除特性的研究  32-33
    3.2.2 对氨氮去除特性的研究  33-34
    3.2.3 对磷去除特性的研究  34-35
    3.2.4 对浊度及SS 去除效果的研究  35-36
  3.3 膜的截留作用  36-37
  3.4 小结  37-38
第4章 SBMBR 工艺总体效能与脱氮除磷实验研究  38-54
  4.1 实验启动及运行  38-39
    4.1.1 实验启动  38
    4.1.2 实验工艺流程  38-39
  4.2 SBMBR 工艺系统的总体运行效能  39-44
    4.2.1 COD 去除效果  39
    4.2.2 氨氮去除效果  39-40
    4.2.3 总磷去除效果  40-41
    4.2.4 周期实验  41-42
    4.2.5 污泥特性  42-44
    4.2.6 系统出水水质标准  44
  4.3 系统脱氮特性的研究  44-49
    4.3.1 生物脱氮机理  44-46
    4.3.2 影响生物脱氮的因素  46-48
    4.3.3 系统脱氮总体效能  48-49
  4.4 系统除磷性能的研究  49-53
    4.4.1 生物除磷机理  49-50
    4.4.2 影响生物除磷的因素  50-52
    4.4.3 典型周期除P 特性  52
    4.4.4 沉淀阶段混合液P 浓度随时间的变化  52-53
  4.5 小结  53-54
第5章膜污染问题的研究  54-64
  5.1 膜污染的形成机理  54-58
    5.1.1 实验膜污染的情况  54-55
    5.1.2 膜污染的形成  55
    5.1.3 浓差极化现象  55-56
    5.1.4 膜污染的机理分析  56-58
  5.2 减缓膜污染的措施  58-60
    5.2.1 膜材料的选择  58
    5.2.2 优化操作方式  58
    5.2.3 曝气方式  58
    5.2.4 改进膜组件和装置结构  58-59
    5.2.5 料液的有效预处理  59
    5.2.6 降低膜面受到的平均压力  59-60
  5.3 膜的清洗  60-63
    5.3.1 水力反冲洗  60-61
    5.3.2 超声波清洗  61-62
    5.3.3 化学清洗  62
    5.3.4 空曝气  62-63
  5.4 小结  63-64
第6章 MBR 工艺处理城市污水回用的可行性分析  64-72
  6.1 MBR 系统经济效益分析  64-70
    6.1.1 投资成本分析  64-66
    6.1.2 运行管理成本分析  66-68
    6.1.3 成本核算  68-70
    6.1.4 可行性分析  70
  6.2 社会效益  70-71
  6.3 环境效益  71
  6.4 小结  71-72
第7章结论与建议  72-74
  7.1 结论  72-73
  7.2 建议  73-74
参考文献  74-80
读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  80-81
致谢  81

智能型复合膜中水处理工艺技术的实验研究

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