發(fā)布時間：2020-11-19 08:51

　　 近年來,海水養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展造成了海水養(yǎng)殖廢水的大量排放,給臨近海域造成了嚴(yán)重的生態(tài)問題,而海水養(yǎng)殖廢水的高鹽度、高氨氮的特點(diǎn)又給其處理帶來了很大的困難。膜生物反應(yīng)器(MBR)作為一種高效的生物處理手段,兼具生物降解和過濾出水的特點(diǎn),在運(yùn)行過程中自動化程度高,目前在污水處理領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)搭建了前置缺氧濾池-膜生物反應(yīng)器(AF-MBR)組合反應(yīng)系統(tǒng),并向生物反應(yīng)器內(nèi)加入懸浮性多孔填料,同時利用獨(dú)立運(yùn)行的MBR作為對照,來考察組合工藝對模擬海水養(yǎng)殖廢水的處理效果和膜污染現(xiàn)象。在考察AF-MBR組合工藝對模擬海水養(yǎng)殖廢水處理效果的實(shí)驗(yàn)中,利用總有機(jī)碳(TOC)去除率、磷酸鹽去除率和總氮去除率作為指標(biāo),實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在水力停留時間為8 h、進(jìn)水堿度為500 mg/L、氨氮負(fù)荷為50 mg/L時的處理效果較好,并且AF-MBR的處理效果始終要優(yōu)于對照MBR。通過對兩組反應(yīng)器內(nèi)氨氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮的含量分析可以得知,在對照MBR中發(fā)生的反應(yīng)是在好氧條件下進(jìn)行的硝化反應(yīng),而在AF-MBR組合工藝中,缺氧濾池和生物反應(yīng)器之間的回流則使得在組合工藝中主要發(fā)生了短程硝化反硝化反應(yīng)。通過對AF-MBR組合工藝和對照MBR工藝的膜污染現(xiàn)象進(jìn)行分析,可以得知組合工藝的膜污染情況得到了明顯的緩解,并且組合工藝運(yùn)行過程中產(chǎn)生的溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)和胞外聚合物(EPS)的濃度要低于對照MBR工藝,這也和紅外光譜和三維熒光光譜的分析結(jié)果一致。而通過對SMP和EPS展開的過濾特性實(shí)驗(yàn)和吸附特性實(shí)驗(yàn)可以得知,對照MBR中SMP和EPS引起的通量降低率更大,其中包含的蛋白質(zhì)和多糖更容易在反應(yīng)器運(yùn)行過程中吸附到膜表面且不易被去除。AF-MBR中的SMP和EPS的過濾過程模擬結(jié)果表明其更符合標(biāo)準(zhǔn)堵塞模型,而對照MBR中SMP和EPS則對濾餅層過濾模型和標(biāo)準(zhǔn)堵塞模型的擬合程度較好。表面關(guān)系能的分析得知AF-MBR中SMP和EPS與膜表面的表面能低于對照MBR,說明對照MBR中的SMP和EPS更容易沉積到膜表面。通過以上分析,可以看出組合工藝的膜污染現(xiàn)象要優(yōu)于對照MBR。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X714
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究背景
        1.1.3 課題研究意義
    1.2 海水養(yǎng)殖廢水的處理現(xiàn)狀
    1.3 膜生物反應(yīng)器研究現(xiàn)狀
        1.3.1 膜生物反應(yīng)器的發(fā)展
        1.3.2 MBR脫氮效果的研究
    1.4 膜污染現(xiàn)狀研究
        1.4.1 膜污染的定義
        1.4.2 膜污染的影響因素
    1.5 課題主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.5.1 課題主要研究內(nèi)容
        1.5.2 課題研究的技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)用水
    2.3 分析方法
        2.3.1 水質(zhì)指標(biāo)的分析方法
        2.3.2 膜污染分析方法
        2.3.3 膜過濾阻力分析
        2.3.4 SMP和 EPS的提取與測定
        2.3.5 膜污染物質(zhì)的識別
        2.3.6 膜污染物質(zhì)的特征表征
        2.3.7 膜污染物質(zhì)的吸附特性分析
        2.3.8 膜污染物質(zhì)的過濾特性分析
        2.3.9 膜污染物質(zhì)過濾過程的模擬
        2.3.10 接觸角的測量
        2.3.11 膜污染物質(zhì)于膜表面關(guān)系能的計算分析
第3章 AF-MBR處理海水養(yǎng)殖廢水性能研究
    3.1 引言
    3.2 HRT對 AF-MBR組合工藝處理性能影響
        3.2.1 TOC的去除性能
        3.2.2 磷酸鹽的去除性能
        3.2.3 總氮的去除性能
    3.3 進(jìn)水堿度對AF-MBR組合工藝處理性能影響
        3.3.1 TOC的去除性能
        3.3.2 磷酸鹽的去除性能
        3.3.3 總氮的去除性能
    3.4 氨氮負(fù)荷對AF-MBR組合工藝處理性能影響
        3.4.1 TOC的去除性能
        3.4.2 磷酸鹽的去除性能
        3.4.3 總氮的去除性能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 AF-MBR組合工藝膜污染特性解析
    4.1 引言
    4.2 TMP變化趨勢
    4.3 膜過濾過程的阻力分析
    4.4 膜污染物質(zhì)含量分析
        4.4.1 SMP含量分析
        4.4.2 EPS含量分析
    4.5 膜污染物質(zhì)組成分析
        4.5.1 SMP組成分析
        4.5.2 EPS組成分析
    4.6 膜污染物質(zhì)特征分析
        4.6.1 SMP特征分析
        4.6.2 EPS特征分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 AF-MBR關(guān)鍵膜污染物質(zhì)膜污染行為解析
    5.1 引言
    5.2 關(guān)鍵膜污染物質(zhì)吸附特性分析
        5.2.1 SMP吸附特性分析
        5.2.2 EPS吸附特性分析
    5.3 關(guān)鍵膜污染物質(zhì)過濾特性分析
        5.3.1 SMP過濾特性分析
        5.3.2 EPS過濾特性分析
    5.4 關(guān)鍵膜污染物質(zhì)過濾過程模擬分析
        5.4.1 SMP過濾過程模擬分析
        5.4.2 EPS過濾過程模擬分析
    5.5 關(guān)鍵膜污染物質(zhì)與膜的表面關(guān)系分析
        5.5.1 SMP與膜的表面關(guān)系參數(shù)
        5.5.2 SMP與膜之間關(guān)系能分析
        5.5.3 EPS與膜的表面關(guān)系參數(shù)
        5.5.4 EPS與膜之間關(guān)系能分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝

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本文編號：2889979