【摘要】： 水環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化問題的尖銳化,需要加速污水脫氮除磷技術(shù)的發(fā)展,并且秋冬季低溫污水處理是目前北方冬季污水處理中的難點。因此低溫條件下脫氮除磷工藝的研究具有非常重要的理論價值和實用價值。而采用21世紀的水處理技術(shù)好氧顆粒污泥技術(shù)與膜技術(shù)組合(AG-MBR)來處理低溫條件下的廢水,既可保留膜生物反應(yīng)器原有出水水質(zhì)良好的優(yōu)勢,又可以發(fā)揮顆粒污泥同步去除有機物和氮磷的優(yōu)勢特征。 在低溫10 1℃條件下,研究了AG-MBR的啟動特性。經(jīng)過80天,培養(yǎng)出結(jié)構(gòu)密實,沉降性能良好,并且生物活性較高的成熟的好氧顆粒污泥。顆粒沉降速率與粒徑有較好的線性相關(guān)性。通過啟動過程中顆�；奈⒂^觀察,低溫好氧顆粒污泥的形成過程是多種作用協(xié)同完成的污泥的顆粒化過程。啟動過程中,通過好氧顆粒污泥和膜濾的共同作用,達到了預(yù)期的啟動期出水水質(zhì)的穩(wěn)定的效果。并且中空纖維膜的污染并不嚴重,同時形成的動態(tài)膜層能夠起到強化膜對有機物的過濾作用。通過設(shè)置閑置時間為20 min及控制進水期嚴格的厭氧條件,有效控制了屬于絲狀菌膨脹的污泥膨脹現(xiàn)象。 通過對AG-MBR工藝影響因素的最佳優(yōu)化分析表明,在C/N為8.5以上,混合液中DO含量保持在4mg/L左右,SBAR中沉淀時間為3min,水力停留時間為12h,進水pH值為7.0 0.2時,反應(yīng)器具有較好的同步脫氮除磷去除有機物的效果。并且穩(wěn)定運行時的AG-MBR對污水的高氨氮負荷有著優(yōu)異的應(yīng)對能力,能夠在短時間內(nèi)即適應(yīng)進水的氨氮沖擊負荷。 AG-MBR穩(wěn)定運行時具有較好的同步脫氮除磷去除有機物的效果。COD、氨氮和磷的平均去除效率在99.34±0.37%、99.55±0.41%和95.83±1.76%之間。通過機理分析認為:AG-MBR中COD的去除是靠好氧顆粒污泥中的微生物和由膜表面污泥層對有機物的強化截留過濾作用完成的;AG-MBR系統(tǒng)通過多種途徑實現(xiàn)了脫氮過程,其高效的脫氮性能是好氧顆粒污泥中的微生物的反硝化作用和短程硝化、同步硝化反硝化,以及一定的膜過濾或者膜污泥層共同作用的結(jié)果;AG-MBR系統(tǒng)中磷的去除除微生物生長過程中的同化作用外,主要有以下幾種途徑:好氧聚磷菌除磷、反硝化聚磷菌除磷、EPS吸附,以及膜對磷的截留作用。 通過對好氧顆粒污泥相對比于絮狀活性污泥的浸沒式膜生物反應(yīng)器(sMBR)深度處理工藝的除污染效能及膜污染性能的考察表明,穩(wěn)定時期兩種sMBR的COD、氨氮去除率均在97%、98%以上;而好氧顆粒污泥sMBR中磷平均去除率高達98%,活性污泥sMBR僅為65%左右。說明好氧顆粒污泥浸沒式膜生物反應(yīng)器的系統(tǒng)運行效果穩(wěn)定并且出水質(zhì)量高。通過兩組反應(yīng)器在第一次清洗周期內(nèi)的跨膜壓差(TMP)發(fā)展情況及污染膜表面形貌SEM觀察顯示,好氧顆粒污泥對于膜污染時污泥層的形成具有一定作用,反應(yīng)器中好氧顆粒污泥的存在能夠有效的延緩膜污染。 通過對AG-MBR系統(tǒng)穩(wěn)定運行過程中的膜污染的變化規(guī)律的考察表明,AG-MBR具有較好的控制膜污染能力。在連續(xù)運行的時間段里,TMP能夠穩(wěn)定的緩步增加,并且增加值不高。AG-MBR中膜組件的阻力,其中以泥餅層阻力和不可逆阻力為主,分別約占57%和34%左右。AG-MBR膜槽中很低的混合液濃度有利于降低膜阻力中的凝膠極化阻力。對運行結(jié)束后的膜材料進行化學(xué)清洗,經(jīng)過清洗的運行120d后的膜組件,膜材料的出水性能與新膜相比無明顯變化。 通過對其它延緩AG-MBR膜污染的方式研究,認為1.5m3/m2?h是本研究中的優(yōu)化氣體流速;由于膜通量大時膜池內(nèi)污染物的累積程度也增大,通量對膜污染的影響很大,選擇抽吸8min/停抽2min的間歇過濾方式有利于減緩膜污染;并且采取一定的反沖洗方式對減緩膜污染起著積極的作用。曝氣可通過去除膜表面沉積的泥餅層而在一定程度上延緩膜污染,降低跨膜壓差。而反沖洗則可同時去除膜的孔內(nèi)附著污染、孔口堵塞污染和表面凝膠層污染,從而表現(xiàn)出更優(yōu)越的清洗效率。
【圖文】：

圖 2-1 試驗采用膜樣Fig.2-1 Schematic diagram of me膜組件為日本三菱公司生產(chǎn)的聚乙烯中空纖膜孔大小為 0.1μm，屬于微濾膜（MF）；膜；膜組件出口裝有數(shù)字式壓力表可以即時反表 2-1 PE 中空纖維膜的物Table 2-1 Physical characteristics of參數(shù) 類型 材料 標稱孔徑 (μm) 膜絲內(nèi)徑 (mm) 膜絲外徑 (mm)

圖 2-3 AG-MBR 試驗裝置圖Fig.2-3 The picture of the AG-MBR reactor反應(yīng)器采用有機玻璃制成，其下降管內(nèi)徑為 9cm，，高度為 5cm，高度為 70cm，上升管距底面空隙為 2cm；其設(shè)在反應(yīng)器的中上部，排水比為 53%。包括兩個沉淀槽和一個膜組件放置槽，連續(xù)出水，沉淀沉降下來，排泥視污泥濃度變化；沒有沉降的懸浮膠體膜組件置于膜槽的的最右側(cè)部位的中部高度位置，完全泵之間設(shè)置真空傳感器，監(jiān)測跨膜壓力（TMP）變化。曝氣以提供溶解氧、進行攪拌混合并清洗膜絲表面。膜電器控制為抽吸 8min/停抽 2min�？刂蒲b置來控制 SBAR 反應(yīng)器的運行周期以及膜出水時器的溫度由設(shè)于外層的恒溫循環(huán)水控制，控制反應(yīng)器氣由 ACO 電磁式空氣壓縮機通過設(shè)置在反應(yīng)器底部的
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X703

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉建平,肖春華;寒冷地區(qū)污水處理淺析[J];低溫建筑技術(shù);2003年04期

2 高大文,彭永臻,楊慶,劉秀紅,王淑瑩;應(yīng)用實時控制實現(xiàn)和穩(wěn)定短程硝化反硝化[J];中國給水排水;2003年12期

3 王芳,楊鳳林,張興文,劉毅慧;不同有機負荷下好氧顆粒污泥的特性[J];中國給水排水;2004年11期

4 李媛;沈耀良;孫立柱;;采用CSTR反應(yīng)器培養(yǎng)好氧顆粒污泥的研究[J];中國給水排水;2008年05期

5 成徐洲,吳天寶,陳天柱;城市污水地下回灌技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國給水排水;1999年06期

6 張敬東;關(guān)于城市生活污水處理后回用于火力發(fā)電廠生產(chǎn)用水的探討[J];工業(yè)水處理;1999年03期

7 李亞選;張曉玲;姜安璽;孟雪征;韓曉云;;低溫菌去除污染物的研究現(xiàn)狀[J];廣州環(huán)境科學(xué);2006年02期

8 李思強;張雷;姜安璽;;改良倒置A~2/O工藝處理低溫生活污水技術(shù)[J];化工進展;2009年11期

9 文一波;發(fā)展適合中國國情的城市污水處理技術(shù)[J];環(huán)境保護;1999年05期

10 凌江;我國水污染防治的政策與措施重點及幾點建議[J];環(huán)境保護;1998年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 王芳;SBAR中好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其特性研究[D];大連理工大學(xué);2004年

2 任芝軍;高錳酸鹽預(yù)氧化—生物活性炭聯(lián)用工藝除污染效能與機制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

3 王志平;好氧顆粒污泥脫氮特性及其過程研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

4 王景峰;好氧顆粒污泥脫氮除磷及顆粒污泥膜生物反應(yīng)器研究[D];天津大學(xué);2006年

5 暴瑞玲;低溫條件下好氧顆粒污泥同步脫氮除磷效能及其過程研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2663413