【摘要】： 針對(duì)工藝反應(yīng)器類型入手，本研究分別在氣升式內(nèi)循環(huán)間歇反應(yīng)器SBAR(Sequencing Batch Airlift Reactor)和好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器AGMBR (Aerobic Granule Membrane Bioreactor)兩種體系內(nèi)進(jìn)行好氧顆粒污泥培養(yǎng)、形態(tài)、污水處理性能、穩(wěn)定性以及膜污染問題的研究。研究?jī)?nèi)容主要包括： 在SBAR反應(yīng)器內(nèi)，確定SBAR反應(yīng)器好氧顆粒污泥培養(yǎng)的最佳條件。分別實(shí)驗(yàn)考察了基質(zhì)碳源、有機(jī)負(fù)荷、沉降時(shí)間、水力停留時(shí)間、曝氣強(qiáng)度等因素對(duì)好氧顆粒污泥形成、形態(tài)、性能以及穩(wěn)定性的影響。研究表明，在SBAR反應(yīng)器內(nèi)，在沉降時(shí)間不高于5分鐘、曝氣強(qiáng)度介于0.15-0.24 m~3／h之間、水力停留時(shí)間不超過10h的情況下，有利于好氧顆粒污泥的形成。在不同的單一碳源條件下，培養(yǎng)的好氧顆粒污泥各具特點(diǎn)。1、蔗糖體系最適合好氧顆粒污泥的形成，這是因?yàn)樵擉w系在運(yùn)行初期出現(xiàn)了少量絲狀菌，絲狀菌的存在有利于細(xì)胞相互聚合、形成顆粒。但運(yùn)行過程中，體系內(nèi)絲狀菌大量繁殖，影響了好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性。2、乙酸鈉體系顆粒污泥與絮體的混合體，顆粒較小，穩(wěn)定性較好，體系COD去除率較高，但TN去除率最低。3、以葡萄糖為碳源培養(yǎng)出的好氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，顆粒表面光滑，以桿菌和球菌為主，COD、氨氮以及TN的去除率分別達(dá)到了85％、88％、80％以上。4、乙醇體系中污泥顆�；M(jìn)程時(shí)間較長(zhǎng)，啟動(dòng)時(shí)間超過25天，且穩(wěn)定性較差。 在SBAR反應(yīng)器內(nèi)考察了好氧顆粒污泥對(duì)啤酒生產(chǎn)廢水的處理效果。首先利用SBAR反應(yīng)器進(jìn)行好氧顆粒污泥的培養(yǎng)，當(dāng)好氧顆粒污泥達(dá)到穩(wěn)定后，在保持有機(jī)負(fù)荷不變的前提下，按比例逐步加入啤酒生產(chǎn)廢水，最終達(dá)到啤酒廢水完全取代模擬廢水的目的。連續(xù)3個(gè)月的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，好氧顆粒污泥對(duì)中低有機(jī)負(fù)荷的啤酒廢水有良好的適應(yīng)能力，處理后的出水中COD、BOD5、氨氮、TP、SS分別低于80、20、15、3、70mg/L。最后考察了好氧顆粒污泥對(duì)高濃度啤酒廢水的耐受能力，在有機(jī)負(fù)荷介于8-16kgCOD／m~3·d的情況下，，COD去除率始終高于90％，而當(dāng)有機(jī)負(fù)荷超過18kgCOD／m~3·d后，COD去除率明顯下降，出水SS增大。 進(jìn)行好氧顆粒污泥短期膜污染實(shí)驗(yàn)。在2個(gè)工藝參數(shù)相同的MBR(Membrane Bio-reactor)反應(yīng)器內(nèi)分別接種好氧顆粒污泥和活性污泥，通過膜的重力自流出水，進(jìn)行好氧顆粒污泥體系和活性污泥體系對(duì)短期膜污染影響的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，好氧顆粒污泥可以有效地抑制膜污染，最終膜出水通量為活性污泥體系的2倍多。通過膜污染機(jī)理的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)好氧顆粒污泥體系造成的膜污染主要以膜孔堵塞為主。通過對(duì)膜表面濾餅層物質(zhì)的紅外光譜(FTIR)研究，證明膜污染的主要物質(zhì)為蛋白質(zhì)和多糖。 嘗試建立浸沒式好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器AGSMBR(Aerobic Granule Submerged Membrane Bioreactor)和分體式好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器AGEMBR(Aerobic Granule Extemal Membrane Bioreactor)，考察體系的污水處理性能、膜污染情況以及好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，1、好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器具有良好的水處理性能，COD、氨氮、TN的去除率達(dá)到了96、90％、85％以上。2、浸沒式膜生物反應(yīng)器在加入膜組件后2天開始出現(xiàn)大面積顆粒解體現(xiàn)象，顆粒性能發(fā)生了較大的變化，運(yùn)行6天后，反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥幾乎全部解體為絮體污泥，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的膜污染，TMP在2天內(nèi)迅速達(dá)到80Kpa以上。3、分置式膜生物反應(yīng)器中的顆粒污泥除了顆粒粒徑略有增大外，其他性狀變化不大，體系中的好氧顆粒污泥狀態(tài)良好，對(duì)膜污染起到良好的減緩效果。
【圖文】：

圖1.2以以05為原理的EBPR除磷工藝與Po43一濃度變化圖BPRProcessandthedynamieofPhosPhateconCentrationbasedonthetheoryof氧條件下:在好氧條件下，聚磷菌利用氧化分解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB而產(chǎn)生用，而ADP獲得這個(gè)能量，可用來合成ATP。同時(shí)，聚磷菌超來合成Poly一p及糖原等有機(jī)顆粒，儲(chǔ)存在細(xì)胞體內(nèi)，此時(shí)反映出方程式可以表示為:ADP十叢尸仇+能量一ATP+HZ口1為依據(jù)，滿足PA0s環(huán)境和基質(zhì)需要強(qiáng)化生物除磷工藝(Enhancedval，EBPR)原理如圖1.2所示。這種除磷工藝現(xiàn)被稱為刀0磷系統(tǒng)排放:通過剩余污泥排放，將磷從系統(tǒng)中除去。傳統(tǒng)方法除磷的問題，Lin等[92]成功在SBR中研究出了聚磷微生質(zhì)量比率從1/100到10/100范圍內(nèi)變化。COD和Po4下曲線表明

和 Mitsulehemieais公司、南非 WeirEnvig公司、荷蘭的X一Flow、韓國Aquateeh公司和丹麥Bioscan刀S公司等。目前這種MBR已應(yīng)用于美國、日本、德國、英國、新加坡、法國和埃及等十多個(gè)國家。圖1.4為MBR技術(shù)在歐洲的應(yīng)用情況，可以看出MBR技術(shù)被廣泛應(yīng)用。我國對(duì)MBR的大規(guī)模研究始于90年代末期，己取得了很大進(jìn)展「99，’oo，’“5，’06]。目前采用MBR處理的廢水包括生活廢水、石化污水、高濃度有機(jī)廢水、食品廢水、啤酒廢水、港口污水、印染廢水等。生物反應(yīng)器的類型從好氧反應(yīng)器發(fā)展到厭氧反應(yīng)器，并且對(duì)不同污水的處理效果、系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、操作條件的優(yōu)化進(jìn)行了研究。MBR己有在工業(yè)廢水、生活廢水回用、醫(yī)院廢水處理的工程實(shí)例。國產(chǎn)的專用于MBR的膜材料、膜組件還十分有限，膜的性能質(zhì)量還有待提高，需要加快研究和開發(fā)。近年來
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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3 易誠;湛含輝;陳津端;程勝高;;WSBR培養(yǎng)好氧顆粒污泥的試驗(yàn)研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

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本文編號(hào)：2687841