發(fā)布時(shí)間：2020-07-23 07:41

【摘要】：隨著我國城市化速度地不斷加快,人類活動(dòng)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(yīng)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(diǎn),越來越多的人將其應(yīng)用于處理低濃度生活污水,但其出水水質(zhì)較差,不能實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放。膜分離技術(shù)的耦合可以很好的解決這個(gè)問題,分離膜的截留作用能夠延長有機(jī)物與厭氧微生物的接觸時(shí)間,提高有機(jī)物去除效率,強(qiáng)化出水水質(zhì),但膜成本、膜污染等難題卻限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。因此,本論文利用碳納米管構(gòu)建導(dǎo)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(shí)現(xiàn)厭氧生物處理技術(shù)、膜分離技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)三者的耦合,考察新型厭氧污泥床反應(yīng)器在不同水力停留時(shí)間和不同膜電極極性偏壓下的低濃度有機(jī)廢水處理性能,研究電化學(xué)技術(shù)對耦合工藝的輔助作用機(jī)制,同時(shí)提出新型陽極生物膜反應(yīng)器的概念,探究其在不同水力停留時(shí)間下的處理性能,確定最佳運(yùn)行條件。主要研究結(jié)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(dǎo)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(yīng)器內(nèi)處理低濃度有機(jī)廢水,在35℃、水力停留時(shí)間為6.5 h時(shí)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(zhuǎn)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(yīng)器內(nèi)的高濃度微生物,延長其與有機(jī)污染物的接觸時(shí)間,提高有機(jī)物的去除和甲烷的生成,從而強(qiáng)化出水水質(zhì);(2)在35℃、水力停留時(shí)間為6.5 h的運(yùn)行條件下,在分離膜表面施加+1.0 V的新型反應(yīng)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(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)有機(jī)物的穩(wěn)定去除,并且電化學(xué)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(jìn)有機(jī)物甲烷化的同時(shí),改善污泥混合液性質(zhì),達(dá)到膜污染的緩解效用;(3)比較陽極生物膜厭氧污泥床反應(yīng)器在不同水力停留時(shí)間下的處理性能,結(jié)果顯示,在35℃、水力停留時(shí)間為4.5 h時(shí)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(zhuǎn)化率達(dá)0.151 L/g COD_(去除);表明新型陽極生物膜反應(yīng)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(yīng)器長期運(yùn)行時(shí)可能引起的膜污染,對反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TQ051.893

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2767061