水資源短缺已經(jīng)成為制約全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一,是未來(lái)50年人類社會(huì)發(fā)展亟需解決的重大問(wèn)題。城市污水再生利用不僅可以改善水環(huán)境污染現(xiàn)狀,還可以有效緩解水資源短缺問(wèn)題,是提高水資源綜合利用率的有效途徑。但是,再生水利用過(guò)程中健康和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的分析和控制是污水再生回用領(lǐng)域面臨的重要問(wèn)題。本文研究了膜生物反應(yīng)器(MBR)在城市污水處理與回用中的污染物去除效能,分析了MBR出水氯消毒過(guò)程中消毒副產(chǎn)物(DBPs)的生成情況,系統(tǒng)研究了消毒條件、MBR出水溶解性有機(jī)物(DOM)特性對(duì)氯消毒DBPs生成的影響,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段,將不同生長(zhǎng)時(shí)期微生物分泌的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分離,分析了其DBPs生成情況,研究了MBR系統(tǒng)內(nèi)微生物代謝活動(dòng)特征對(duì)出水消毒DBPs生成的影響；利用差異光譜技術(shù)定量分析了消毒導(dǎo)致的DOM光譜特性變化與DBPs生成的相關(guān)性,探討MBR出水消毒DBPs的生成機(jī)制；同時(shí),本研究還分析了粉末狀活性炭(PAC)對(duì)MBR出水氯消毒DBPs生成的控制作用。主要研究結(jié)果如下：1.MBR對(duì)城市污水中的懸浮物和可降解有機(jī)物有較高的去除能力,去除效率分別達(dá)100%和98%。MBR出水可滿足我國(guó)城市非飲用...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 本文的研究背景、研究目的與意義
        1.1.1 本文的主要研究背景
        1.1.2 本文主要研究目的與意義
    1.2 本文所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題、主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新之處
        1.2.1 本文所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
        1.2.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.2.3 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處
    1.3 本文的主要課題來(lái)源及資助情況
第二章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 污水再生利用研究現(xiàn)狀
        2.1.1 污水再生利用的意義
        2.1.2 污水再生利用國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    2.2 城市污水再生回用處理技術(shù)
        2.2.1 物理法
        2.2.2 化學(xué)法
        2.2.3 生物法
    2.3 膜生物反應(yīng)器(MBR)出水水質(zhì)特征
        2.3.1 MBR出水常規(guī)水質(zhì)特征
        2.3.2 MBR出水溶解性有機(jī)物(DOM)特征
    2.4 污水再生消毒副產(chǎn)物研究現(xiàn)狀
        2.4.1 污水再生回用常見(jiàn)的消毒方法
        2.4.2 再生水消毒副產(chǎn)物(DBPs)的生成
        2.4.3 DBPs的毒性
第三章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    3.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器設(shè)備
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
    3.2 膜生物反應(yīng)器(MBR)的構(gòu)建、運(yùn)行與維護(hù)
        3.2.1 MBR污水處理系統(tǒng)的構(gòu)建
        3.2.2 MBR污水處理系統(tǒng)的污泥接種與馴化
        3.2.3 膜組件的清洗
    3.3 氯消毒實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 消毒劑配制
        3.3.2 氯消毒實(shí)驗(yàn)操作方法
        3.3.3 氯消毒劑投加量的確定
    3.4 消毒副產(chǎn)物測(cè)定方法
        3.4.1 鹵代消毒副產(chǎn)物的測(cè)定方法
        3.4.2 N-亞硝基二甲胺(NDMA)的測(cè)定方法
    3.5 溶解性有機(jī)物(DOM)的表征方法
        3.5.1 DOM分子量分布的測(cè)定方法
        3.5.2 DOM的樹脂分離方法
        3.5.3 DOM三維熒光光譜(EEM)的測(cè)定方法
        3.5.4 DOM紅外光譜(FTIR)的測(cè)定方法
    3.6 相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定
第四章 MBR-氯消毒工藝的污水處理效能及三鹵甲烷(THMs)生成情況
    4.1 MBR對(duì)城市污水中常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的去除效能
    4.2 MBR對(duì)城市污水中不同特性溶解性有機(jī)物(DOM)的處理效能
        4.2.1 MBR對(duì)不同分子量DOM的去除效能
        4.2.2 MBR對(duì)城市污水中不同極性DOM的去除效能
    4.3 MBR出水氯消毒消THMs的生成量和種類
        4.3.1 MBR出水氯消毒總THMs生成潛能
        4.3.2 MBR出水氯消毒THMs生成量和種類
    4.4 氯消毒條件對(duì)MBR出水THMs生成的影響
        4.4.1 氯投加量對(duì)THMs生成與種類的影響
        4.4.2 消毒時(shí)間對(duì)THMs生成與種類的影響
        4.4.3 加氯量和消毒時(shí)間對(duì)溴、氯結(jié)合因子的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MBR出水溶解性有機(jī)物(DOM)特征對(duì)THMs生成特性的影響
    5.1 MBR出水DOM分子量分布對(duì)THMs生成特性的影響
        5.1.1 MBR出水DOM分子量分布的特點(diǎn)
        5.1.2 MBR出水DOM分子量分布對(duì)THMs生成活性的影響
        5.1.3 MBR出水不同分子量DOM組分對(duì)總THMFP的貢獻(xiàn)
        5.1.4 MBR出水DOM分子量分布對(duì)THMs組成的影響
    5.2 MBR出水DOM極性/酸堿特性對(duì)THMs生成特性的影響
        5.2.1 MBR出水中DOM極性/酸堿特性分布
        5.2.2 MBR出水DOM極性/酸堿特性對(duì)THMs生成的影響
        5.2.3 不同極性/酸堿性組分對(duì)MBR出水總THMFP的貢獻(xiàn)率
        5.2.4 MBR出水中DOM極性/酸堿特性對(duì)THMs組成的影響
    5.3 DOM來(lái)源、化學(xué)組成與THMs生成特性的相關(guān)性
        5.3.1 MBR出水不同分子量組分DOM的化學(xué)組成與來(lái)源
        5.3.2 MBR出水不同分子量組分的熒光特性與THMs生成活性及組分的相關(guān)性
    5.4 本章小結(jié)
第六章 MBR中微生物代謝對(duì)出水消毒副產(chǎn)物(DBPs)生成特性的影響
    6.1 MBR中與生物量相關(guān)的產(chǎn)物(BAP)和與基質(zhì)利用有關(guān)的產(chǎn)物(UAP)的產(chǎn)生
        6.1.1 MBR系統(tǒng)的啟動(dòng)和運(yùn)行
        6.1.2 MBR反應(yīng)器內(nèi)BAP和UAP的產(chǎn)生
    6.2 MBR系統(tǒng)中BAP和UAP的特性
        6.2.1 BAP和UAP的分子量分布
        6.2.2 BAP和UAP的化學(xué)組成與來(lái)源
        6.2.3 BAP和UAP的官能團(tuán)組成
    6.3 MBR系統(tǒng)中BAP和UAP氯消毒后DBPs的生成特性
        6.3.1 BAP和UAP氯消毒鹵代含碳消毒副產(chǎn)物(C-DBPs)的生成特性
        6.3.2 BAP和UAP氯消毒鹵代含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)的生成特性
        6.3.3 BAP和UAP氯消毒N-亞硝基二甲胺(NDMA)的生成特性
    6.4 研究結(jié)果對(duì)污水處理與回用過(guò)程MBR工藝運(yùn)行的指導(dǎo)
    6.5 本章小結(jié)
第七章 MBR出水消毒過(guò)程中消毒副產(chǎn)物(DBPs)生成的光譜定量分析
    7.1 MBR出水氯和氯胺消毒后DBPs的生成特性
        7.1.1 MBR出水消毒鹵代含碳、含氮消毒副產(chǎn)物(C,N-DBPs)的生成特性
        7.1.2 MBR出水消毒N-亞硝基二甲胺(NDMA)的生成特性
    7.2 MBR出水溶解性有機(jī)物(DOM)吸收光譜變化與鹵代DBPs生成的相關(guān)性
        7.2.1 氯和氯胺消毒后MBR出水DOM吸收光譜的變化
        7.2.2 MBR出水DOM吸收光譜的變化與鹵代DBPs生成的相關(guān)性
    7.3 MBR出水DOM三維熒光光譜變化與鹵代DBPs生成的相關(guān)性
        7.3.1 氯和氯胺消毒后MBR出水DOM的三維熒光(EEM)光譜變化
        7.3.2 MBR出水DOM熒光光譜的變化與鹵代DBPs生成的相關(guān)性
    7.4 MBR出水DOM的光譜變化與N-亞硝基二甲胺(NDMA)生成的相關(guān)性
    7.5 本章小結(jié)
第八章 粉末活性炭對(duì)MBR污水處理效能及出水THMs生成的影響
    8.1 MBR處理城市污水的啟動(dòng)特性
        8.1.1 MBR啟動(dòng)過(guò)程中污泥濃度的變化特性
        8.1.2 MBR啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)COD的去除特性
        8.1.3 MBR啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)氨氮的去除特性
        8.1.4 MBR啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)DOC和UV254的去除特性
    8.2 粉末活性炭(PAC)對(duì)MBR工藝污染物去除效能的影響
        8.2.1 PAC/MBR與MBR工藝對(duì)有機(jī)污染物去除效能的比較
        8.2.2 PAC/MBR與MBR工藝對(duì)氨氮去除效能的比較
        8.2.3 PAC/MBR與MBR工藝對(duì)濁度去除效能的比較
    8.3 PAC對(duì)MBR膜污染的影響
        8.3.1 PAC/MBR與MBR實(shí)際運(yùn)行中膜污染對(duì)比
        8.3.2 兩種工藝污泥上清液中DOM對(duì)超濾膜的污染對(duì)比
    8.4 PAC對(duì)MBR出水DOM特性的影響
        8.4.1 PAC對(duì)出水DOM分子量分布的影響
        8.4.2 PAC對(duì)出水DOM極性/酸堿特性分布的影響
        8.4.3 PAC對(duì)出水DOM化學(xué)組成和來(lái)源的影響
    8.5 PAC對(duì)MBR出水氯消毒THMs生成特性的影響
        8.5.1 PAC對(duì)MBR出水THMFP的影響
        8.5.2 PAC對(duì)MBR出水THMs生成動(dòng)力學(xué)的影響
        8.5.3 PAC對(duì)MBR出水THMs組成的影響
    8.6 消毒條件對(duì)PAC/MBR出水氯消毒THMs生成及組份的影響
        8.6.1 加氯量對(duì)MBR和PAC/MBR出水THMs生成及組分的影響
        8.6.2 消毒時(shí)間對(duì)MBR和PAC/MBR出水THMs生成及組分的影響
    8.7 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
    9.1 結(jié)論
    9.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果
附錄一
附錄二
附錄三
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3884443