膜生物反应器在低氧条件下处理生活污水的研究

【摘要】：同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND)就是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器中、相同操作条件下同时发生。它具有占地小、供氧量小等优点,这些优点是传统的脱氮工艺所不具备的。膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)是污水生物处理与膜分离技术结合的新型处理工艺。由于膜生物反应器高效的固液分离性能,因此将其运用在同步硝化反硝化工艺中可以有效地防止可能产生的由于丝状菌大量繁殖引起的污泥膨胀。同时,膜生物反应器中的高污泥浓度也有利于同步硝化反硝化的进行。 本实验以人工配制的含氮废水作为进水,在不同COD容积负荷和DO条件下,对一体式膜生物反应器中的同步硝化反硝化效果进行研究,并对最佳工况下的同步硝化反硝化过程以及不同系统中的污泥性质、膜污染情况进行了初探。研究结果表明: (1) 在低氧条件下,膜生物反应器中可以实现同步硝化反硝化。在COD/TN=8～10的进水条件下,当COD容积负荷为3.36kgCOD/(m~3×d),TN容积负荷为0.38kgTN/(m~3×d),HRT=2.5h,SRT=45d,DO为0.2～0.3mg/L,pH=7.0～8.0,T=26～28℃时,COD的去除率达到96.25%,硝化率达到91.70%,TN去除率为56.71%。重现性实验的处理效果较好:COD的去除率为96.47%,硝化率为93.73%,TN去除率为65.34%。 (2) 对同步硝化反硝化过程进行了初探,结果表明NH_4~+-N浓度随着反应的进行而减小;在最初的1小时内,NO_3~--N浓度随着反应的进行而减小;在剩下的时间内,NO_3~--N浓度随着反应的进行而上升,其原因是最初的1小时内的碳源比较充足,能够满足反硝化所需要的碳源;在最初的1小时内,NO_2~--N出现了一定程度的累积,随着反应的进行,NO_2~--N变为NO_3~--N。 (3) 在低污泥浓度下,反应器中的微生物相较为丰富;在高污泥浓度条件下,微生物相较为单一。在低负荷低氧条件下发生了由于丝状菌繁殖引起的污泥膨胀。 (4) 在负荷为1.68kgCOD/(m~3×d)的最佳运行条件下,污泥絮体的平均粒径为279.6μm,高于普通的膜生物反应器的污泥平均粒径,为同步硝化反硝化提供了良好的微环境。负荷为3.36kgCOD/(m~3×d)的最佳运行条件下的污泥平均粒径为65.147μm,与普通的膜生物反应器的污泥平均粒径相近,但是由于其中的高污泥浓度,依然能为同步硝化反硝化创造良好的微环境。 (5) 低污泥浓度条件下的膜阻力主要是凝胶层的阻力,物理清洗过后的通 【关键词】：同步硝化反硝化 膜生物反应器 膜污染 好氧颗粒污泥
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 第一章 绪论14-34
• 1.1 传统生物脱氮的基本原理及其存在的问题14-20
• 1.1.1 氨化作用15
• 1.1.2 硝化作用15-17
• 1.1.3 反硝化作用17-19
• 1.1.4 传统脱氮理论存在的问题19-20
• 1.2 同步硝化反硝化现象(SND)及其机理20-22
• 1.2.1 微环境理论20-21
• 1.2.2 生物学理论21-22
• 1.2.3 中间产物理论22
• 1.3 同步硝化反硝化的影晌因素22-24
• 1.3.1 碳源的影响22
• 1.3.2 溶解氧(DO)22-23
• 1.3.3 微生物的絮体结构及活性污泥浓度23
• 1.3.4 pH23-24
• 1.3.5 ORP的影响24
• 1.4 生物脱氮的研究进展24-27
• 1.4.1 好氧反硝化和异养硝化24-25
• 1.4.2 厌氧氨氧化反应(ANAMMOX)25-26
• 1.4.3 亚硝酸盐生物脱氮技术26-27
• 1.5 膜生物反应器中的同步硝化反硝化27-34
• 1.5.1 膜生物反应器的特点27
• 1.5.2 MBR的技术参数和操作条件27-28
• 1.5.3 MBR中同步硝化反硝化脱氮研究现状28-30
• 1.5.4 MBR中实现SND的环境条件30-34
• 第二章 课题背景和研究内容、目标及方法34-39
• 2.1 课题背景34
• 2.2 研究目标34-35
• 2.3 研究内容35
• 2.4 研究材料与方法35-39
• 2.4.1 常规分析项目及方法35-36
• 2.4.2 其它主要分析项目及方法36-39
• 第三章 膜生物反应器中同步硝化反硝化试验研究39-70
• 3.1 实验设计39-41
• 3.1.1 进水水质确定39
• 3.1.2 实验装置39-40
• 3.1.3 实验工艺流程以及基本运行参数40-41
• 3.2 装置启动41-42
• 3.3 膜生物反应器中同步硝化反硝化试验研究42-64
• 3.3.1 COD容积负荷为0.47kgCOD／(m~3×d)时同步硝化反硝化效果研究42-48
• 3.3.2 COD容积负荷为1.68kgCOD／(m~3×d)时同步硝化反硝化效果研究48-54
• 3.3.3 COD容积负荷为3.36kgCOD／(m~3×d)时同步硝化反硝化效果研究54-61
• 3.3.4 DO＜0.2mg/L时同步硝化反硝化效果比较研究61-62
• 3.3.5 DO=0.2～0.3mg／L时同步硝化反硝化效果比较研究62-63
• 3.3.6 DO=0.3～0.4mg/L时同步硝化反硝化效果比较研究63-64
• 3.4 膜生物反应器中同步硝化反硝化重现性试验64-68
• 3.4.1 COD容积负荷为1.68kgCOD／(m~3×d)时的重现性试验64-66
• 3.4.2 COD容积负荷为3.36kgCOD／(m~3×d)时的重现性试验66-68
• 3.5 小结68-70
• 第四章 同步硝化反硝化作用机理研究70-84
• 4.1 R2中COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定70-74
• 4.1.1 DO＜0.2mg／L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定70-71
• 4.1.2 DO=0.2～0.3mg／L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定71-72
• 4.1.3 DO=0.3～0.4mg／L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定72-74
• 4.2 R3中COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定74-78
• 4.2.1 DO＜0.2mg/L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定74-75
• 4.2.2 DO=0.2～0.3mg／L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定75-77
• 4.2.3 DO=0.3～0.4mg/L时COD、NH_4~+-N、NO_3~--N平均负荷测定77-78
• 4.3 同步硝化反硝化过程78-83
• 4.3.1 R2中同步硝化反硝化过程78-81
• 4.3.2 R3中同步硝化反硝化过程81-83
• 4.4 小结83-84
• 第五章 污泥特性研究84-115
• 5.1 污泥浓度及其沉降性能的变化84-88
• 5.2 微生物活性88-94
• 5.2.1 容积负荷为0.47kgCOD／(m~3×d)89-90
• 5.2.2 容积负荷为1.68kgCOD／(m~3×d)90-91
• 5.2.3 容积负荷为3.36kgCOD／(m~3×d)91-93
• 5.2.4.结论93-94
• 5.3 污泥的生物相94-100
• 5.3.1 反应器接种污泥的微生物相94-95
• 5.3.2 容积负荷为0.47kgCOD／(m~3×d)时微生物相95-99
• 5.3.3 容积负荷为1.68kgCOD／(m~3×d)时微生物相99
• 5.3.4 容积负荷为3.36kgCOD／(m~3×d)时微生物相99-100
• 5.3.5 小结100
• 5.4 污泥粒径分析100-104
• 5.5 污泥脱水性能104-105
• 5.5.1 实验目的104
• 5.5.2 实验原理104
• 5.5.3 实验方法104-105
• 5.5.4 实验结果105
• 5.5.5 结论105
• 5.6 污泥充氧能力的比较105-111
• 5.6.1 实验目的106
• 5.6.2 实验装置及基本参数106
• 5.6.3 实验结果106-110
• 5.6.4 小结110-111
• 5.7 剩余污泥的计算111-113
• 5.7.1 实验方法112
• 5.7.2.实验结果112-113
• 5.7.3.小结113
• 5.8 小结113-115
• 第六章 膜污染研究115-123
• 6.1 不同溶解氧条件下，抽吸压力的变化115-116
• 6.2 不同污泥浓度下，膜污染及阻力构成情况116-120
• 6.2.1 实验原理及方法116-118
• 6.2.2 实验目的118
• 6.2.3 实验结果118-120
• 6.3 膜的清洗120-122
• 6.3.1 试验原理120
• 6.3.2 试验方法120
• 6.3.3 试验结果120-122
• 6.4 小结122-123
• 第七章 好氧颗粒污泥形成初探123-132
• 7.1 好氧颗粒污泥的形成123-124
• 7.2 好氧颗粒污泥的性质124-130
• 7.2.1 测试方法124
• 7.2.2 好氧颗粒污泥的物理性质124-127
• 7.2.3 好氧颗粒污泥的生物相观察127-130
• 7.3 好氧颗粒污泥的形成机理初探130-131
• 7.4 小结131-132
• 第八章 结论与建议132-135
• 8.1 结论132-134
• 8.2 建议134-135
• 参考文献135-142
• 致谢142-143
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果143

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

膜生物反应器处理造纸废水的中试研究    马春明;叶丰;张玉忠;李泓;靳文礼;孙旭东;

膜生物反应器处理造纸废水    马春明;叶丰;张玉忠;李泓;靳文礼;孙旭东;

微氧状态下EGSB反应器除污染性能研究    刘晓

集成膜法处理造纸废水的研究    马春明

溶解氧及活性污泥浓度对同步硝化反硝化的影响    吕锡武,李丛娜,稻森悠平

膜生物反应器脱氮除磷工艺的研究进展    刘锦霞,顾平

好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化    杨麒,李小明,曾光明,谢珊,刘精今

膜生物反应器(MBR)技术关键及应用    张颖,张铁峰,王爱杰,王相晶

单级生物脱氮技术的进展    曹国民,赵庆祥,张彤

短程硝化—反硝化生物脱氮    袁林江,彭党聪,王志盈

复合淹没式膜生物反应器脱氮除磷效能研究    张军,王宝贞,张立秋,王爱杰

高浓度氨氮废水的高效生物脱氮途径    赵宗升,刘鸿亮,李炳伟,袁光钰

SMSBR处理焦化废水的污泥特性    李春杰,朱南文,顾国维

膜生物反应器在日本的应用现状    张颖,任南琪,陈志强

蚯蚓生物滤池处理农村分散生活污水效果研究    尹志高;陆志波;杨健;刘静;

基于纳米材料有机–无机复合超滤膜的研究进展    王宗花;于海容;夏建飞;张菲菲;夏延致;李延辉;

城市污泥的一种全新处理方式    钱光毅;

硫化铜矿湿法冶金工艺综述    张忠平

亚硝酸氮积累的影响因素    陈清艳,胡群义

聚合氯化铝(PAC)在啤酒废水处理中的应用    李昂,楼菊青

生物脱氮除磷新技术研究进展    杨少武;王晓青;杨顺生;

乡镇生活污水水体高效氨氮降解菌株的筛选    袁征;徐建平;

浅谈地埋式污水处理系统及其应用    方文秀;

微生物在生物脱氮过程中的作用    鲍立宁

不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究    马欢;刘伟伟;王秀菊;刘士清;李建昌;张无敌;

膜分离技术在电镀清洁生产中的应用简介    罗伟锋;楼永通;褚红;叶海林;

四种填料对模拟原位修复太湖水的生化效果研究    王红专;俞晟;林健;史乐;陈艳艳;刘景明;

浅谈微生物絮凝剂(MBF)物质组成和应用    刘涛;

反渗透膜的化学清洗    孙文敏;

絮凝-膜法处理甲壳素生产废水的试验研究    徐寅初;吴礼光;项贤富;高从堦;

纳米TiO_2/PVDF复合超滤膜的制备及性能研究    刘燕;钱英;彭跃莲;刘淑秀;纪树兰;

聚烯烃中空纤维微孔膜及其应用研究与进展    陈颖;关毅鹏;

膜分离技术与水资源再利用    高从堦;

膜-生物反应器污水处理与回用技术的研究进展    黄霞;

层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能    邢坤

低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究    陆谢娟

污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究    杨红

人工用材林经济利用优化分析方法的研究    张莉莉

固定化微生物净化低浓度SO_2烟气研究    黄兵

膜吸收和化学吸收分离CO_2特性的研究    晏水平

人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究    李淑兰

聚电解质络合物的可加工性及其功能材料的构建基础    赵强

农村分散式污水处理适用技术及机理研究    张增胜

崇明前卫村微污染水体的生态修复与基质研究    张小东

不同结构氧化锰矿物氧化硫化物动力学特点及影响因素    李倩

武汉市内湖富营养化周年变化规律的监测及初步讨论    杨文静

优势脱氮菌的筛选及工业化应用基础研究    孙菲

烟道气微生物脱硫反应器研究    马岩岩

疏水性SBA-15/PDMS杂化膜制备及分离乙醇/水的研究    王倩

苯系物的新型吸收剂制备及性能研究    刘英

混凝气浮-A/O工艺处理毛皮废水的研究    史明

A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究    吕晶晶

磷酸铵镁结晶法去除和回收猪场废水中氮磷    孙国平

A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工艺处理城市污水比较研究    侯亚辉

造纸废水生化处理技术的研究进展    葛振渊,冉孝昌,孙白妮

用ORP作为氧化沟同步硝化反硝化控制参数    侯红勋;陈伦强;王淑莹;Takashi Mino;Hiroyasu Satoh;

中国资源现状    余谋昌;

造纸产品取水定额实施指南    余惠芳 ,黄运基 ,秦景光

上流式厌氧污泥床处理低温低浓度废水存在的问题与对策    赵自成,刘颖,雷彬

硅钛交联膨润土对COD的吸附研究    孙家寿,刘羽,鲍世聪,王玉林,袁金桃

SBR工艺在造纸废水处理的应用实例    刘俊超

MBR在净水工艺中的膜污染特征及清洗    黄霞,莫罹

采用微氧产甲烷技术降解水中的毒性物质    董春娟,吕炳南,马立,吕岩松

EGSB的后续处理工艺选择    李光,王强,吴昌敏,季民,杨宝国

西安市第四污水厂水质分析及分段进水A/O生物脱氮工艺研究    王社平

Orbal氧化沟强化生物脱氮的中试研究    高守有

悬浮载体生物流化床反应器脱氮试验研究    高艳玲

电/磁场强化厌氧氨氧化及多菌群协同自养生物脱氮    刘思彤

膜生物反应器（MBR）处理高浓度有机废水的研究    黄学政

EGSB同步脱硫反硝化的运行效能和颗粒污泥的特性研究    陈川

膜生物反应器在难降解废水处理中的应用    任永忠;梅峰;

造纸工业中水回用的中试研究    张青;朱华静;聂云;

膜生物反应器脱氮除磷技术的研究进展    肖新程;董业斌;李志东;

膜分离技术在造纸工业废水回用中的应用    王江辉;

生物法处理工业废水的研究进展    吕伯宇;李思凡;商丽艳;

Fenton法处理造纸废水反渗透浓水的研究    谢柏明;韦彦斐;陶杰;邱晖;梅荣武;李欲如;仝武刚;

MBR在造纸废水处理中应用的研究进展    施春阳;刘兵昌;

我国造纸工业废水处理综述    叶昆朋;宁杏芳;陈国宁;

膨胀颗粒污泥床（EGSB）内导流流场分析及优化    宋莹莹

多孔不锈钢基体表面Cu连接层的制备    贾瑜

溶解氧及活性污泥浓度对同步硝化反硝化的影响    吕锡武,李丛娜,稻森悠平

膜分离活性污泥法的研究    林喆，赵庆祥，陆美红，祁世民，翟亚连

EDTA萃取法分离自然水体中生物膜胞外聚合物    康春莉,董德明,李忠华,李鱼,花修艺,郭平

陶瓷膜在废水处理中的应用    武小鹰,奚旦立

复合淹没式中空膜生物反应器处理生活污水的特性研究    张军,王宝贞,聂梅生

单级生物脱氮技术的进展    曹国民,赵庆祥,张彤

生物脱氮新工艺及其技术原理    王建龙

短程硝化—反硝化生物脱氮    袁林江,彭党聪,王志盈

中空膜生物床处理生活污水的中试研究    顾平,姜立群,杨造燕

膜生物工艺和活性污泥法处理巴西基酸生产废水的对比试验    吴志超,王士芬,高廷耀

复合淹没式膜生物反应器脱氮除磷效能研究    张军,王宝贞,张立秋,王爱杰

膜生物反应器运行中的膜污染问题    崔峰,李勇,韩建华

膜生物反应器处理酒店污水    孙新,徐国勋,孙俊杰

膜生物反应器用于处理医院污水    张颖,李力,杨振刚,顾平

无排泥条件下HRT对膜生物反应器硝化性能的影响及其生物群落结构分析    李红岩,杨敏,吴成强

膜生物反应器在小区中水回用中的应用    赵国莲;苏永慧;

内置式膜—生物反应器处理垃圾渗滤液的研究    王庆伟;

废水解决方案的艺术——BIO-CEL~膜生物反应器    孙震;

膜生物反应器在废水处理中的应用    彭跃莲,刘忠洲

膜生物反应器处理生活污水相关机理研究(英文)    顾平,周丹,杨造燕,刘锦霞

沉浸式膜生物反应器的技术开发    

计算流体力学在膜技术及膜生物反应器研究中的应用    于艳;樊耀波;徐国良;王琦;杨文静;

双致相聚偏氟乙烯膜生物反应器综合性能评价与应用    余献国;余子婴;李靖;

热致相分离膜在膜生物反应器中的应用    万思青;张秀岳;温建志;

新型膜生物反应器处理生活污水的实验研究    李克勋;

膜生物反应器净化复合气态污染物研究    张晓峰;修光利;赵康;徐利行;张大年;

膜生物反应器处理造纸废水    马春明;叶丰;张玉忠;李泓;靳文礼;孙旭东;

膜生物反应器污水处理技术的现状与未来发展    黄霞;

超滤膜和膜生物反应器在市政行业中的应用现状及发展趋势    罗敏;

膜生物反应器处理工业废水研究    邢林;张辉;王淦;

膜生物反应器处理污水高效环保    蔡忠仁

汉姆沃斯为两艘豪华游船配套薄膜生物反应器    积轩

备受关注的膜生物反应器    中国膜工业协会 张保成

膜生物反应器引起关注    张保成

膜生物反应器环保标准征求意见    记者 刘全昌

新型超滤膜生物反应器处理世博园污水    祝君翔

水处理首选技术：膜生物反应器    郭有智

污水处理新技术膜生物反应器推出    张乐

天津投用膜生物反应器污水处理系统    张涛

膜生物反应器净化污水    晓阳

电场膜生物反应器耦合处理工业园区综合废水试验研究    罗文连

膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究    许颖

移动床膜生物反应器脱氮除磷性能的研究    杨帅

气水交替膜生物反应器处理生活污水的效能研究    王宏杰

基于缺氧/好氧膜生物反应器的分散聚居区污水处理及回用研究    刘志强

不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型    白羽

膜抗生物污染改性及其在MBR中性能研究    王婵婵

PVDF/Al_2O_3杂化膜的制备及其性能研究    李香莉

膜生物反应器游离细胞催化体系生产丙烯酰胺的研究    孙旭东

非织造布膜生物反应器处理生活污水研究    孟志国

厌氧自生动态膜生物反应器处理低浓度废水的研究    赵立健

固定化细胞膜生物反应器脱除地下水中硝酸盐的研究    李栋

A/O膜生物反应器脱氮特性研究    李瑞贤

膜生物反应器应用于海水养殖废水处理的基础研究    沈加正

一体式膜生物反应器和序批式膜生物反应器处理生活污水的实验研究    傅振鹏

一体式膜生物反应器膜污染控制的研究    陈红枫

新型膜生物反应器开发及性能研究    张西旺

超声波强化膜生物反应器处理低温城市污水脱氮性能研究    王波

膜生物反应器处理生活污水运行控制优化研究    陈旭东

序批式膜生物反应器处理抗生素废水的试验研究    盛金聪