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基于MBR一体化生活污水回用系统的研究

作　者: 张坤明
导　师: 吕谋
学　校: 青岛理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 中水回用膜生物反应器(MBR) PLC 臭氧除臭脱色超声波清洗一体化系统
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水资源短缺与水环境污染是全球淡水资源领域遇到的主要问题,也是中国经济快速发展过程中所面临的严峻挑战,污水回用是缓解水资源短缺的重要方法。研究开发适用于小区污水回用的工艺、设备,既可以解决水污染问题,又可以减少小区公用水的用水成本,且具有一定的社会环境效益。实验采用活性污泥生物反应器与中空纤维膜组件相结合的膜生物反应器(MBR),并将其与臭氧消毒除臭脱色技术,超声波清洗以及PLC自动化控制技术有机结合在一起,构成基于MBR一体化生活污水回用系统。实验研究表明,当污泥浓度为3000～6000mg/L,HRT为17.6h,DO为1.5～2 mg/L之间时,对SS的去除效率达到100%,出水浊度平均值在1.0NTU以下,对COD的去除效率达88%以上,对氨氮的去除效果稳定后达到87%,并且有继续上升的潜力。抗进水负荷能力良好。对总磷的去除效果不明显,需要投加除磷药剂或者排泥来提高去除率。膜生物反应器对COD,氨氮,总磷的去除效果受温度影响较小,受MLSS和Ns的影响相对比较大。超声波间歇清洗对膜污染的防治有积极的作用,每隔十五分钟清洗五分钟,超声频率为29kHz,强度为200w,膜阻力上升可减少一半。反冲洗10分钟可以使膜阻力下降45%左右,适当的反冲洗频率,可以使膜阻力保持较低的增长。臭氧的脱色除臭效果很好,浓度达到1mg/L时可以使出水色度下降到15度以下,臭味全部消除。以PLC为核心的自动化控制设备可使系统在免维护的情况下全自动运行。一体化系统具有结构紧凑,自动化程度高,出水稳定,扩展灵活的特点。放大后的效益分析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。研究表明,基于MBR一体化生活污水处理系统具有很大的发展前景和空间。

全文目录

摘要  9-10
Abstract  10-12
第1章绪论  12-18
  1.1 课题的提出和研究背景  12-13
  1.2 中水利用的现状  13-14
    1.2.1 国外现状  13-14
    1.2.2 国内现状  14
  1.3 我国发展中水回用的意义  14-15
  1.4 膜生物反应器的国内外发展现状  15-18
    1.4.1 国外发展现状  15-16
    1.4.2 国内发展现状  16-18
第2章城市污水分散回用的可行性分析  18-23
  2.1 污水分散回用的优点和遇到的问题  18-20
  2.2 生活污水分散处理的发展  20-21
    2.2.1 国外发展现状  20-21
    2.2.2 国内发展现状  21
  2.3 中水回用应用MBR技术的优点  21-22
  2.4 中水回用应用自动化技术的优点  22-23
第3章实验系统及研究方法  23-32
  3.1 实验装置及流程  23-30
    3.1.1 试验装置  23-29
    3.1.2 工艺流程  29-30
  3.2 实验条件  30-31
    3.2.1 实验原水  30
    3.2.2 恒流过滤  30
    3.2.3 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)  30-31
  3.3 分析方法  31-32
第4章 MBR反应器运行效果的研究  32-50
  4.1 MBR反应器的启动  32-34
    4.1.1 活性污泥的培养  32
    4.1.2 膜组件的试运行  32-34
  4.2 膜生物反应器处理污水效果的研究  34-39
    4.2.1 膜生物反应器对浊度及SS去除效果的研究  34-35
    4.2.2 膜生物反应器对COD去除效果的研究  35-36
    4.2.3 膜生物反应器对NH_3-N去除效果的研究  36-38
    4.2.4 膜生物反应器对总磷去除效果的研究  38-39
  4.3 膜生物反应器影响因素的分析  39-49
    4.3.1 MLSS对反应器运行效果的研究  39-43
    4.3.2 温度对反应器运行效果的研究  43-45
    4.3.3 污泥负荷Ns对反应器运行效果的研究  45-49
  4.4 小结  49-50
第5章膜清洗与出水除臭脱色的实验研究  50-66
  5.1 膜生物反应器中膜污染的机理及防治措施  50-53
    5.1.1 影响膜污染的因素  50-51
    5.1.2 膜污染的预防  51-53
  5.2 减缓膜污染方法的研究  53-57
    5.2.1 曝气量  53
    5.2.2 运行工况  53
    5.2.3 超声波清洗  53-57
  5.3 膜污染的实验研究  57-61
    5.3.1 膜阻力分析方法  57-58
    5.3.2 实验内容  58-59
    5.3.3 膜清洗效果的分析  59-61
  5.4 出水脱色除臭的研究  61-65
    5.4.1 臭氧除臭脱色消毒的原理以及应用  61-62
    5.4.2 臭氧除臭脱色的优点  62-63
    5.4.3 臭氧脱色除臭的效果  63-65
  5.5 小结  65-66
第6章自控系统的设计  66-75
  6.1 自控系统的要求和设计  66-67
    6.1.1 自控系统的要求  66
    6.1.2 系统设计  66-67
  6.2 主要硬件设备  67-69
    6.2.1 可编程控制器(PLC)  67-68
    6.2.2 其他主要设备  68-69
  6.3 程序编制  69-71
  6.4 电控柜原理及接电图  71-74
    6.4.1 面板设计  71-72
    6.4.2 PLC I\O接线  72-73
    6.4.3 配电箱内部接线  73-74
  6.5 小结  74-75
第7章小区中水回用设备效益分析  75-81
  7.1 膜生物反应器的放大设计  75-77
    7.1.1 调节池的设计  76
    7.1.2 生物反应器参数的选取及设计  76
    7.1.3 膜组件设计  76
    7.1.4 曝气装置的设计  76
    7.1.5 选泵设计  76
    7.1.6 自动化设备以及管路设计  76-77
    7.1.7 中水池与中水输配系统设计  77
  7.2 经济效益分析  77-79
    7.2.1 设备购置费用  77-78
    7.2.2 运行成本分析  78-79
  7.3 社会效益  79-80
  7.4 环境效益  80
  7.5 小结  80-81
第8章结论与展望  81-83
  8.1 结论  81-82
  8.2 展望  82-83
参考文献  83-87
读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作  87-88
致谢  88

基于MBR一体化生活污水回用系统的研究

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