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不同水质及膜材质平板膜—生物反应器运行特性研究

作　者: 刘江锋
导　师: 吴志超
学　校: 同济大学
专　业: 环境工程
关键词: 平板膜-生物反应器 膜材质 高通量 膜过滤性能 微污染水源水 粉末活性炭 高浓度酒糟废水 糖类 胞外聚合物 膜污染
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


膜-生物反应器是将膜分离与生物技术结合起来的一种新型污水处理和回用技术，近年来在基础研究和实际工程应用领域都得到广泛的关注。为了促进平板膜-生物反应器在城市废水处理上的工程化应用，在课题组前期研究成果的基础上，受课题组研究工作的安排，针对不同膜孔径和不同无纺布开展了高通量平板膜材质的研究及高通量平板膜-生物反应器处理生活污水的研究，针对不同处理对象进行了平板膜-生物反应器处理微污染水源水及高浓度酒糟废水的实验研究，主要研究内容及实验结果如下：1)进行了高通量平板膜材质的中试研究。实验结果表明：不同膜孔径和不同无纺布的平板膜按高通量30L／m2·h运行时其膜过滤性能有很大的差异，6#膜（国产无纺布）、仿6#（1）膜、2#最新膜（进口无纺布）其运行特性好，适宜于MBR工程用膜的推广。国产MF膜由于在成膜过程中孔尺寸的控制精度还不能很好掌握，可能会导致相同无纺布的膜其过滤性能有很大的差别。在此基础上考察了高通量平板膜-生物反应器处理生活污水的中试研究，实验结果表明：系统对CODCr、NH4+-N有很好的去除效果，出水CODCr在50mg/L以下，CODCr去除率在85％～99％之间。由于系统的污泥浓度高，在控制适宜的DO下，系统实现了同步硝化反硝化效应，对总N有一定程度的去除效果，去除率在20％～70％之间，平均去除率为38.7％。2)进行了平板膜-生物反应器净化微污染水源水的研究。实验结果表明：水力停留时间（HRT）为1.5h，系统对水体中的污染物CODCr、CODMn、TOC及NH4+-N有很好的去除效果。出水CODCr低于15mg／L，平均去除率为78.7％；出水NH4+-N低于0.5mg/L，平均去除率为90.2％；UV254的去除率较低，平均去除率为34.6％。3)考察了平板膜-生物反应器净化微污染水源水系统污泥混合液中胞外聚合物（EPS）浓度与膜污染的关系。结果表明：EPS浓度与膜污染没有线性关系，运行通量的选择是本研究三个工况膜污染程度相异的一个主要原因。4)考察了投加粉末活性炭对平板膜．生物反应器处理微污染水源水去除效果的影响。结果表明：由于活性炭的强吸附能力，活性炭的投加使得系统对水体中CODMn、TOC及UV254的去除率有很大的提高，去除率分别提高了10.3％、6.8％及26.2％，而对CODCr和NH4+-N的去除效果影响不大。5)进行了好氧平板膜-生物反应器处理高浓度酒糟废水的初步研究。实验结果表明：系统对不同CODCr浓度进水的高浓度酒糟废水有很好的去除效果。在HRT为24.4h，进水CODCr分别为4000mg／L、2000mg/L、1000mg/L的情况下，出水CODCr分别介于30mg／L～180mg／L之间；介于10mg／L～100mg/L之间；介于40mg/L～100mg/L之间。平均出水分别为70.9mg／L、43.5mg/L、57.1mg/L。平均去除率分别为98.2％、98％、94.1％。在HRT为12.2h，进水CODCr，分别为2000mg/L、1000mg/L的情况下，出水CODCr分别介于30mg／L～250mg/L之间；介于5mg／L～80mg/L之间。平均出水分别为117mg／L、35mg/L。平均去除率分别为96.8％、94.2％。6)好氧平板膜-生物反应器处理高浓度酒糟废水其污泥混合液性质与一般的好氧MBR处理生活污水的混合液性质有很大的差异，膜面污染物质的性质也不同。处理高浓度酒糟废水时，混合液中和膜面上的糖类含量相比处理生活污水时要高。粘度是本研究好氧平板膜-生物反应器处理高浓度酒糟废水系统膜污染的一大主要影响因素。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-14
第1章 综述  14-28
  1.1 膜-生物反应器分类及特点  15-17
  1.2 膜污染及控制技术  17-24
    1.2.1 膜污染  17
    1.2.2 膜污染的影响因素  17-23
      1.2.2.1 膜材质  18-19
      1.2.2.2 污泥混合液的性质  19-21
      1.2.2.3 操作条件  21-23
    1.2.3 膜污染控制技术  23-24
  1.3 国内外膜-生物反应器的研究进展  24-26
  1.4 未来膜-生物反应器技术研究方向及应用展望  26-28
第2章 课题的研究背景及内容  28-33
  2.1 课题的研究背景  28-29
  2.2 课题组前期研究成果  29-30
  2.3 课题的研究内容  30-31
  2.4 试验方法  31-33
    2.4.1 设备和材料  31
    2.4.2 分析测试项目  31-33
第3章 高通量膜材质的中试研究  33-48
  3.1 研究背景  33-34
    3.1.1 膜材质的研究  33
    3.1.2 制膜新方法的研究  33-34
    3.1.3 膜的改性研究  34
  3.2 研究目的  34-35
  3.3 试验装置与材料  35-37
    3.3.1 试验装置  35-37
    3.3.2 试验材料  37
  3.4 试验结果与讨论  37-47
    3.4.1 无纺布为国产无纺布①，膜孔径不一样的膜运行特性  37-40
    3.4.2 无纺布为进口无纺布，膜孔径不一样的膜运行特性  40-42
    3.4.3 无纺布为国产无纺布②，膜孔径不一样的膜运行特性  42-43
    3.4.4 同6#膜膜配方(膜孔径和无纺布)的2片仿6#膜的运行特性研究  43-45
    3.4.5 原工程用膜与以上各膜的运行特性对比研究  45-47
  3.5 结论  47-48
第4章 高通量平板膜-生物反应器处理生活污水的中试研究  48-54
  4.1 试验目的  48
  4.2 试验装置和试验条件  48-49
    4.2.1 试验装置  48
    4.2.2 试验条件  48-49
  4.3 试验结果与讨论  49-53
    4.3.1 MLSS/MLVSS的变化情况  49
    4.3.2 对CODcr的去除情况  49-50
    4.3.3 对NH4+-N的去除情况  50-51
    4.3.4 对总N的去除情况  51-53
  4.4 结论  53-54
第5章 平板膜-生物反应器处理微污染水源水的研究  54-76
  5.1 试验目的  54-55
  5.2 试验内容  55
  5.3 试验装置及方法  55-57
    5.3.1 试验流程  55-56
    5.3.2 实验用水  56
    5.3.3 试验方法  56-57
  5.4 实验结果与讨论  57-75
    5.4.1 不同通量下系统污染物的去除特性  57-59
    5.4.2 不同通量下系统其膜过滤性能的变化趋势及膜污染情况  59-61
    5.4.3 EPS与膜污染的关系  61-62
    5.4.4 污泥粒径分布  62
    5.4.5 投加PAC对系统运行特性及其有机物，氨氮去除效果的影响  62-75
      5.4.5.1 粉末活性炭等温吸附实验  63-65
      5.4.5.2 不投加粉末活性炭的处理效果  65-67
      5.4.5.3 投加粉末活性炭的处理效果  67-71
      5.4.5.4 PAC投加与否的膜污染情况  71-72
      5.4.5.5 PAC对系统的影响分析  72-75
        5.4.5.5.1 对污染物处理效果的影响  72-73
        5.4.5.5.2 对膜污染的影响  73-75
  5.5 结论  75-76
第6章 好氧平板膜-生物反应器处理高浓度酒厂废水的初步研究  76-90
  6.1 试验目的  76
  6.2 试验内容  76-77
  6.3 试验装置及方法  77-78
    6.3.1 试验装置  77
    6.3.2 试验用水  77
    6.3.3 试验方法  77-78
  6.4 实验结果与讨论  78-89
    6.4.1 系统膜污染情况  78-85
      6.4.1.1 工况1的膜污染情况  78-80
      6.4.1.2 工况2的膜污染情况  80-81
      6.4.1.3 工况3的膜污染情况  81-83
      6.4.1.4 工况4的膜污染情况  83-84
      6.4.1.5 工况5的膜污染情况  84-85
    6.4.2 系统处理效果  85-87
    6.4.3 污染膜及膜面污染物  87-89
  6.5 结论  89-90
第7章 结论与建议  90-92
  7.1 结论  90-91
  7.2 建议  91-92
致谢  92-93
参考文献  93-100
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果  100

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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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