【摘要】：膜蒸餾生物反應(yīng)器(Membrane Distillation Bioreactor,MDBR)是一種可以實現(xiàn)對污水進(jìn)行處理并回用的新型膜生物反應(yīng)器,以生物技術(shù)代替污水處理生化階段,膜蒸餾工藝代替深度處理階段,進(jìn)而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。MDBR出水水質(zhì)好、工藝簡單、占地面積小、剩余污泥量少。由于在溫差驅(qū)動特定條件下運(yùn)行,因此與傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器(MBR)相比其微生物代謝規(guī)律及膜污染行為存在特殊性。本課題采用模擬廢水,研究了MDBR連續(xù)運(yùn)行過程中污染物去除,污泥混合液性質(zhì),微生物群落的變化規(guī)律以及它們與膜污染的關(guān)系,為今后MDBR的工藝優(yōu)化和運(yùn)行提供參考。主要結(jié)論如下:(1)采用膜蒸餾生物反應(yīng)器處理模擬廢水,在不同溫度條件下(30℃、40℃、50℃)COD和氨氮去除率分別可以達(dá)到97%和93%,出水水質(zhì)澄清,電導(dǎo)率可以降至15μs/cm以下。膜蒸餾生物反應(yīng)器膜污染較嚴(yán)重,運(yùn)行20天后膜通量分別下降50%、65%和80%。膜污染阻力分析發(fā)現(xiàn)膜表面會逐漸形成穩(wěn)定的污染層,溫度越高污染層越厚,這可能與微生物代謝活動隨溫度變化有關(guān)。此外膜污染層的主要成分是蛋白質(zhì)和多糖,這些物質(zhì)組成與反應(yīng)器中溶解性微生物代謝產(chǎn)物高度同源。(2)溫度保持40℃,不同HRT條件下(40h、48h、60h)長期運(yùn)行膜蒸餾生物反應(yīng)器,發(fā)現(xiàn)膜蒸餾生物反應(yīng)器出水COD和NH_4~+-N的去除率均可達(dá)到99%和97%以上,電導(dǎo)率降至10μs/cm以下;比較膜污染情況,不同HRT運(yùn)行10天時膜通量分別下降58%、46%和56%,HRT 40h膜污染相對較輕,這可能與HRT較短有機(jī)負(fù)荷變高導(dǎo)致污泥上清液COD升高,HRT較長微生物內(nèi)源呼吸作用增加釋放更多有機(jī)污染物有關(guān)。膜污染層化學(xué)分析表明污染物中的蛋白質(zhì)主要來源于溶解性微生物代謝產(chǎn)物,多糖和類腐殖酸物質(zhì)主要來源于溶解性微生物代謝產(chǎn)物和胞外聚合物。(3)分析了不同溫度和HRT條件下反應(yīng)器內(nèi)和膜污染層中微生物群落結(jié)構(gòu),并研究了微生物群落結(jié)構(gòu)和膜污染的關(guān)系。研究表明,溫度對微生物種類影響較大,與30℃和40℃相比,50℃時微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化,此外膜污染層中微生物種類明顯高于反應(yīng)器中微生物種類,這可能與膜表面蛋白質(zhì)和多糖含量較高有關(guān);此外,隨著溫度升高,Proteobacteria(變形菌門)的α和β變形菌逐漸增多,說明變形菌門能夠加速膜污染。HRT不同時反應(yīng)器和膜污染層中微生物群落也有較大差異,40h和48h的反應(yīng)器和膜污染層中微生物數(shù)量差別較小,60h的微生物數(shù)量差別較大,此外隨著HRT增加,Proteobacteria(變形菌門)的α和β變形菌越容易變?yōu)閮?yōu)勢菌種,使得膜污染越嚴(yán)重。
【圖文】：

圖 2.1 實驗裝置圖主要分析及表征方法 化學(xué)分析方法實驗期間測定了廢水的 pH、COD、NH4+-N、MLSS，污泥沉降比（SV），指數(shù)（SVI），以及污染物濃度。表 2.6 常規(guī)分析方法及項目項目 方法 儀器COD 重鉻酸鉀法 COD 快速測定儀NH4+-N 納氏試劑法 NH4+-N 快速測定儀pH PHS-3C 酸度計 pH 計MLSS 重量法 坩堝、烘箱MLVSS 重量法 馬弗爐、坩堝SV 沉淀法 量筒

圖 3.1 溫度對污染物去除的影響度對 MDBR 中 COD 去除的影響，b 溫度對 MDBR 中 NH4+-N 去對 MDBR 去除 NH4+-N 的影響如圖 3.1b 所示，模擬廢水g/l，，三種不同的溫度對 MDBR 去除 NH4+-N 均達(dá)到一個一個較高水平，30℃上清液 NH4+-N 為 3±0.3mg/l，膜蒸/l，去除率達(dá)到 98%左右，40℃上清液 NH4+-N 為 3.2±0.為 1.5±0.3mg/l，去除率也達(dá)到 97%左右，50℃上清液 NH4+H4+-N 為 3±0.5mg/l，去除率達(dá)到 93%左右，最終發(fā)現(xiàn)生比較大，膜蒸餾出水差別較小，這是由于一方面在弱堿一方面 30℃和 40℃硝化細(xì)菌適宜生長，硝化細(xì)菌的活性降低，部分細(xì)菌死亡裂解，從而讓胞外聚合物和溶解性增加氨氮的濃度[59]。性污泥性質(zhì)的影響
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2598291