【摘要】：隨著我國城市化速度地不斷加快,人類活動對淡水資源的需求量以及城市生活污水的排放量與日俱增,以上流式厭氧污泥床反應器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed,UASB)為代表的厭氧生物處理工藝由于其剩余污泥產(chǎn)量少、能耗低、產(chǎn)沼氣、操作簡便等特點,越來越多的人將其應用于處理低濃度生活污水,但其出水水質較差,不能實現(xiàn)污水的達標排放。膜分離技術的耦合可以很好的解決這個問題,分離膜的截留作用能夠延長有機物與厭氧微生物的接觸時間,提高有機物去除效率,強化出水水質,但膜成本、膜污染等難題卻限制了該技術的廣泛應用。因此,本論文利用碳納米管構建導電性能良好的分離膜,通過在電極和分離膜表面施加電偏壓實現(xiàn)厭氧生物處理技術、膜分離技術、電化學技術三者的耦合,考察新型厭氧污泥床反應器在不同水力停留時間和不同膜電極極性偏壓下的低濃度有機廢水處理性能,研究電化學技術對耦合工藝的輔助作用機制,同時提出新型陽極生物膜反應器的概念,探究其在不同水力停留時間下的處理性能,確定最佳運行條件。主要研究結果如下:(1)通過酸化-真空抽濾-高溫煅燒法制備的碳納米管分離膜具有良好的導電性能和親水性能,有效直徑為40 mm,平均膜孔徑為0.090μm,孔隙率為92.5%;將其置于新型厭氧污泥床反應器內(nèi)處理低濃度有機廢水,在35℃、水力停留時間為6.5 h時處理效果最佳,其SCOD和COD去除率均可穩(wěn)定在90%以上,CO_2產(chǎn)量比為22%,甲烷轉化率為0.039 L/g COD_(去除);表明分離膜的截留分離作用能夠保證反應器內(nèi)的高濃度微生物,延長其與有機污染物的接觸時間,提高有機物的去除和甲烷的生成,從而強化出水水質;(2)在35℃、水力停留時間為6.5 h的運行條件下,在分離膜表面施加+1.0 V的新型反應器處理性能最佳,其SCOD和COD去除率均可快速穩(wěn)定在80%以上,CO_2產(chǎn)量比為29%,甲烷轉化率為0.058 L/g COD_(去除);表明陽極生物膜的快速形成能夠更快實現(xiàn)有機物的穩(wěn)定去除,并且電化學的加入能夠加快顆粒污泥的形成,提高微生物的豐度和活性,促進有機物甲烷化的同時,改善污泥混合液性質,達到膜污染的緩解效用;(3)比較陽極生物膜厭氧污泥床反應器在不同水力停留時間下的處理性能,結果顯示,在35℃、水力停留時間為4.5 h時的處理性能最佳,其SCOD和COD去除率均超過90%,CO_2產(chǎn)量比為32%,甲烷轉化率達0.151 L/g COD_(去除);表明新型陽極生物膜反應器具有良好的pH緩沖能力和產(chǎn)甲烷能力,并且電催化微生物活性的提高、顆粒污泥的形成以及胞外聚合物的降解等能夠有效緩解陽極生物膜反應器長期運行時可能引起的膜污染,對反應器的穩(wěn)定運行具有重要意義。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TQ051.893

【參考文獻】

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本文編號：2767061