發(fā)布時間：2019-03-31 11:52

【摘要】：在當今社會快速發(fā)展時期,分散式污水的隨意排放,造成嚴重的水環(huán)境污染,制約著經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。分散式污水處理是解決村鎮(zhèn)污水的有效方法,是提高水資源利用率的關鍵技術。重力流膜生物反應器(Gravity-driven membrane bioreactor,GDMBR)因其具有低能耗、低維護的特點,在分散式污水處理與回用領域極具潛力。不過GDMBR長期運行過程中穩(wěn)定通量較低,極大地限制了其大規(guī)模推廣應用�；炷鳛樗幚眍I域常用的工藝,具有除污效能好、操作簡單、適用性強等優(yōu)點,且可有效控制膜生物反應器(Membrane bioreactor,MBR)的膜污染。然而在無(低)剪切力的GDMBR中混凝是否也能有效地控制膜污染、提高膜通量,目前國內外尚無關于這方面的研究,故本論文針對性地開展了混凝調控控制GDMBR膜污染,強化其產(chǎn)水及除污染效能研究。根據(jù)混凝方式不同,先考察了原位混凝和預混凝對GDMBR污水處理效能的影響。結果表明:原位混凝可以降低污泥混合液中溶解性有機物的含量,提高污泥混合液的碳源含量,加快脫氮菌群的生長,但后期鋁鹽積累會對微生物的生長造成一定的影響,削弱脫氮效果。預混凝出水中殘存的少量鋁鹽對GDMBR去除有機物有一定的促進作用。同時,預混凝降低了進水中有機物含量,延緩脫氮菌群生長。此外,兩種反應器的出水TP和余鋁均達到高標準排放。其次,論文探討了原位混凝GDMBR出水通量的穩(wěn)定特性及其膜污染特性。結果表明:原位投加聚合氯化鋁(Polyaluminium chloride,PACl)可以顯著提升GDMBR的膜滲透效能,然而膜通量隨運行時間逐漸下降,通量無法穩(wěn)定。一方面PACl可形成大顆粒絮體進而沉積在表面,使生物濾餅層的孔隙率增加,另一方面PACl也可阻止SMP和EPS粘附在膜表面,緩解這些物質在膜表面聚集和堵塞膜孔的影響。然而,長期運行過程中,原位混凝會導致鋁鹽的積累,減弱生物濾餅層的生物作用,生物濾餅層的ATP含量是空白組的五分之一。持續(xù)的原位混凝過程會影響混合液中生物的增長,進而影響生物濾餅層中的生物作用,這是膜通量無法維持穩(wěn)定的首要原因。此外,本文進一步開展了預混凝對GDMBR出水通量的通量穩(wěn)定特性及其膜污染機制。結果表明:預混凝也可顯著提升GDMBR的穩(wěn)定通量,且長期運行過程中通量能夠維持穩(wěn)定。預混凝可降低GDMBR進水中有機物含量(12%),進水中的有機物減少是GDMBR膜通量提高的原因。預混凝GDMBR中的殘余絮體顆粒會吸附混合液及濾餅層中的EPS,同時構筑膜表面生物濾餅層的無機顆粒骨架,增加濾餅層的多孔性,進而改善膜表面生物濾餅層的結構和組成,提高膜通量。此外,預混凝GDMBR生物濾餅層的ATP含量與空白組相當,這表明預混凝GDMBR中逐漸形成了非均相的、多孔的生物濾餅層結構。因此,預混凝GDMBR高穩(wěn)定通量的原因在于生物濾餅層具有高ATP活性,低EPS含量的特性。綜上可知,原位混凝和預混凝均可顯著緩解GDMBR膜污染,提高通量,強化污染物的去除效能。然而實際應用中,應根據(jù)現(xiàn)場條件(技術、人員、成本及土地利用等),靈活選擇。當用地緊張時、技術條件好時,可以使用原位混凝GDMBR,但需要定期物理清洗以減緩膜通量下降,清洗后通量可恢復90%以上。當占地面積不受限制、技術條件差時,優(yōu)先推廣使用預混凝GDMBR,維護更簡單。
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【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2450876