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两级生物接触氧化+MBR组合工艺处理高氨氮废水试验研究

作　者: 张晓宁
导　师: 赵剑强
学　校: 长安大学
专　业: 环境工程
关键词: 两级生物接触氧化膜生物反应器脱氮 SMP 膜污染
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 222次
引　用: 3次
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内容摘要

随着工农业的发展,含氨废水的污染问题日益严重。近年来,膜生物反应器脱氮工艺由于具有高效的截留作用而备受瞩目。但在传统的MBR研究和实践中,膜污染成为限制其发展的瓶颈。本试验采用“两级生物接触氧化”代替传统的活性污泥工艺,以减少膜污染,形成了“两级生物接触氧化+MBR”组合工艺,并系统地考察了该组合工艺对高氨氮废水的处理情况。试验分为两阶段进行。第一阶段是单独好氧生物接触氧化+MBR处理高氨氮废水的硝化试验,试验表明该组合工艺具有良好的硝化性能；第二阶段在第一阶段的基础上做了工艺改进,将一阶段中一级好氧接触氧化池变为缺氧池,即加入了反硝化,没有外加碳源,并引入MBR混合液回流装置,试验表明缺氧／好氧生物接触氧化+MBR组合工艺具有良好的脱氮性能。在单独好氧生物接触氧化+MBR运转期间,进水CODcr的浓度范围为305～396mg/L,NH4+-N浓度的范围为82.91-96.80mg/L,试验结果显示CODcr和NH4+-N的平均去除率分别为86.7%和82.5%,但TN的平均去除率却只有14.5%,说明该组合工艺的脱氮性能较差。改进工艺后,进水CODcr和NH4+-N的浓度分别在269～767mg／L和62.94～91.63mg／L范围内变化,研究发现,此工艺对CODcr和NH4+-N均有很好的去除效果,平均去除率分别为92.5%和91.2%,在回流比为3的情况下,TN的去除率最高可达89.8%。试验过程中发现MBR中有溶解性微生物产物(Soluble Microbial Products,SMP)累积的现象,本文就SMP的累积行为及其对出水水质的影响作了初步讨论。研究发现MBR中SMP的变化呈现一定的规律,其生成和累积并没有对系统的稳定性产生不良影响,系统出水水质稳定。膜污染始终是MBR研究过程中的重要课题之一,“两级生物接触氧化+MBR”组合工艺的采用在很大程度上缓解了膜污染趋势,进入第二阶段试验后,由于引入混合液回流装置,膜污染几乎消失。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-33
  1.1 水资源现状  11-12
    1.1.1 国际水资源现状  11
    1.1.2 我国水资源状况  11-12
  1.2 氮素污染及其危害  12-13
  1.3 氮素污染的控制  13-19
    1.3.1 物化法  13-15
    1.3.2 生物法  15-19
  1.4 生物接触氧化法简介  19-24
    1.4.1 生物接触氧化工艺工作原理  19-20
    1.4.2 生物接触氧化反应器的构造与池型  20-22
    1.4.3 生物接触氧化法的发展变革  22-23
    1.4.4 生物接触氧化法的特点  23-24
  1.5 膜生物反应器简介  24-30
    1.5.1 膜生物反应器在国际上的研究进展  24-25
    1.5.2 膜生物反应器在国内的研究进展  25-28
    1.5.3 膜生物反应器的研究重点与应用前景  28
    1.5.4 膜生物反应器的工作原理  28
    1.5.5 膜生物反应器的组成  28-30
    1.5.6 膜生物反应器的特点  30
  1.6 生物膜-膜生物反应器的发展状况及特点  30-31
  1.7 试验目的和内容  31-33
    1.7.1 试验背景和意义  31-32
    1.7.2 试验目的和内容  32-33
第二章试验装置与分析方法  33-39
  2.1 试验装置  33-35
    2.1.1 试验工艺流程  33-34
    2.1.2 试验装置设备及材料  34-35
  2.2 试验的基本参数  35-36
    2.2.1 中空纤维膜的参数  35
    2.2.2 组合填料的参数  35-36
    2.2.3 试验的运行参数  36
  2.3 试验运行概述  36
  2.4 分析项目及其测定方法  36-37
  2.5 试验进度安排  37-39
第三章好氧生物接触氧化+MBR运行效果分析  39-50
  3.1 试验运行参数的监测情况  39-40
    3.1.1 温度  39
    3.1.2 pH值  39-40
    3.1.3 溶解氧  40
  3.2 有机物的去除情况  40-43
    3.2.1 有机物去除的综合效果分析  41-42
    3.2.2 有机物去除机理的分析  42-43
  3.3 氨氮的去除情况  43-44
    3.3.1 氨氮去除的综合效果分析  43
    3.3.2 氨氮去除机理的分析  43-44
  3.4 总氮的去除情况  44-45
  3.5 污泥特征及微生物相  45-48
    3.5.1 MBR反应器中污泥特征的观察  45-46
    3.5.2 微生物相  46-48
  3.6 本章小结  48-50
第四章缺氧/好氧生物接触氧化+MBR运行效果分析  50-65
  4.1 试验运行参数的监测情况  50-51
    4.1.1 温度  50
    4.1.2 pH值  50-51
    4.1.3 溶解氧  51
  4.2 有机物的去除情况  51-53
  4.3 氨氮的去除情况  53-57
    4.3.1 氨氮去除机理的分析  54-55
    4.3.2 氨氮去除效果的综合分析  55
    4.3.3 影响氨氮去除效果因素的分析  55-57
  4.4 总氮的去除情况  57-64
    4.4.1 总氮去除机理的分析  58-59
    4.4.2 总氮去除效果的综合分析  59
    4.4.3 影响总氮去除效果因素的分析  59-64
  4.5 本章小结  64-65
第五章膜生物反应器中SMP初探  65-71
  5.1 SMP的概念  65
  5.2 SMP的组成  65-66
  5.3 SMP的的研究进展  66-67
  5.4 试验中SMP的相关分析  67-70
    5.4.1 SMP的分析方法  67
    5.4.2 SMP的累积行为分析  67-69
    5.4.3 SMP对出水水质的影响  69-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章膜污染的相关分析  71-79
  6.1 膜污染简介  71-72
    6.1.1 膜污染的概念  71
    6.1.2 膜污染的分类  71
    6.1.3 膜污染的影响因素  71-72
    6.1.4 膜组件的清洗  72
  6.2 MBR中膜污染的基本理论  72-73
  6.3 MBR中膜污染的机理分析  73-74
    6.3.1 生物污染  73
    6.3.2 有机污染  73
    6.3.3 无机污染  73-74
    6.3.4 浓差极化  74
  6.4 试验中膜污染的相关分析  74-77
    6.4.1 过膜压力(TMP)和膜通量的变化情况  75-76
    6.4.2 MLSS对膜污染的影响  76
    6.4.3 SMP对膜污染的影响  76-77
  6.5 本章小结  77-79
第七章结论与建议  79-81
  7.1 结论  79-80
  7.2 建议  80-81
参考文献  81-86
发表论文和参加科研情况说明  86-87
致谢  87

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