發(fā)布時間：2020-02-15 23:24

【摘要】：好氧生物處理工藝在我國城市生活污水處理和改善城市水環(huán)境方面發(fā)揮著非常重要的作用。然而,常規(guī)好氧生物處理工藝在處理污水過程中會消耗大量能源,同時還會產(chǎn)生較多的剩余污泥,不僅忽略污水中潛在的可利用能源,而且產(chǎn)生的剩余污泥還可能對環(huán)境造成二次污染。隨著對污水處理資源化和能源化的認(rèn)識,人們開始重新科學(xué)地評估合理的城市污水處理方法,以期構(gòu)建合理可行的城市污水處理資源化和能源化技術(shù)。單純利用厭氧生物技術(shù)處理城市生活污水可能存在處理效率受溫度影響顯著、污泥流失嚴(yán)重和能源回收率低等缺陷。而厭氧膜生物反應(yīng)器(AnMBR)是將膜分離技術(shù)與厭氧生物反應(yīng)器相結(jié)合,產(chǎn)生的一種更高效、低能耗、易控制與啟動的新型厭氧生物處理技術(shù)。該技術(shù)能夠彌補厭氧生物反應(yīng)器污泥流失嚴(yán)重的問題,而且可以保證反應(yīng)體系的能源回收率。針對上述問題,本研究以模擬城市生活污水為研究對象,構(gòu)建小試規(guī)模的厭氧膜生物反應(yīng)器,在改變進水負(fù)荷、反應(yīng)器停留時間和容積負(fù)荷等工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,考察AnMBR對城市生活污水的處理效果、產(chǎn)氣效果,優(yōu)化反應(yīng)器運行參數(shù),初步研究AnMBR的膜污染特性和機理。在以上研究成果基礎(chǔ)上,對AnMBR處理城市生活污水的環(huán)境效能進行全面評價,研究結(jié)果可為AnMBR技術(shù)在城市污水處理中的工藝開發(fā)和應(yīng)用,提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。AnMBR在35℃、HRT為8~15h,進水容積負(fù)荷為0.77~1.82kg COD/m~3?d的運行條件下均能夠穩(wěn)定運行,且具有較好的COD去除效果和產(chǎn)甲烷效果,反應(yīng)器具有一定程度的耐沖擊負(fù)荷能力,運行后期出水COD濃度基本穩(wěn)定在100mg/L左右,出水COD濃度值滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的二級標(biāo)準(zhǔn)和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084-2005)的要求。甲烷氣體日產(chǎn)量與進水容積負(fù)荷之間有較為明顯的線性關(guān)系,可用擬合方程:CH_4(g)=356.16×OLR+182.34表示。溶解態(tài)甲烷產(chǎn)量占總甲烷產(chǎn)量的百分比為36.72%。膜對進水中的污染物質(zhì)也有一定的去除作用,在穩(wěn)定厭氧膜生物反應(yīng)器出水中扮演了重要角色。AnMBR的微生物生化過程分析表明:AnMBR內(nèi)水解發(fā)酵階段占據(jù)主導(dǎo)地位,而產(chǎn)甲烷階段占微生物生化過程的比例不大。對AnMBR的膜污染特性研究表明,跨膜壓差和膜總阻力受出水膜通量的影響較大,蛋白質(zhì)類物質(zhì)比多糖更易造成膜污染,污泥濃度和污泥粘度能夠在一定程度上反映膜污染的程度,膜表面形成的泥餅層在有助于提高厭氧膜生物反應(yīng)器的出水水質(zhì)。AnMBR的膜污染以泥餅層控制為主,其阻力模型:,該模型能夠較好的反應(yīng)運行期膜總阻力隨時間的變化情況。AnMBR的膜固有阻力較高,但膜污染速率K相對較慢,表明反應(yīng)器內(nèi)的攪拌產(chǎn)生的剪切力能夠產(chǎn)生較好的水利條件,降低膜污染的進程。對AnMBR的環(huán)境效能評價表明,AnMBR污水處理廠在生產(chǎn)運行階段產(chǎn)生的主要能源消耗來源于各類機械設(shè)備的電能消耗,運行階段的電耗為0.23kW·h/m~3,在能源消耗上的優(yōu)勢來源于運行過程中不需要曝氣,也沒有剩余污泥產(chǎn)生,具有極大的能源節(jié)約和回收潛力。AnMBR污水處理廠在生產(chǎn)運行階段中對全球變暖的環(huán)境負(fù)荷最高,主要來源于溶解態(tài)的甲烷,對水體富營養(yǎng)化的影響主要來源于出水中含有的大量未被去除的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。在最大化地收集甲烷和利用出水中營養(yǎng)物質(zhì)的前提下,AnMBR對環(huán)境產(chǎn)生的影響能夠降低至相對較低的水平。
【圖文】：

第 2 章 實驗材料與實驗裝置性，因此在實際配制進水時，需要對表 2-2 中的各組分進行一定的調(diào)整，最終進水 變化范圍為 384~725mg/L，pH 變化范圍為 7.0~7.5。為保證反應(yīng)器的穩(wěn)定運行，在進行的過程中，定期向進水中添加一定量的碳酸氫鈉，以此調(diào)節(jié)反應(yīng)器中的 pH 值維持在 6.5~7.5 之間，為產(chǎn)甲烷菌提供適宜的生存環(huán)境。 接種污泥性能厭氧膜生物反應(yīng)器所采用的接種污泥為北京市某城市污水處理廠厭氧消化污泥，，其性能指標(biāo)見下表 2-4 所示。表 2-4 接種污泥的主要參數(shù)Table -4 The main parameters of inoculated sludge參數(shù) 接種污泥總固體（TS）/% 7.86揮發(fā)性固體（VS）/% 4.71pH 7.58厭氧膜生物反應(yīng)器（AnMBR）實驗裝置
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703

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本文編號：2579952