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1、自生动态膜自生动态膜-生物反应器处理城市污水特性中试研究生物反应器处理城市污水特性中试研究 薛念涛薛念涛 北京科技大学北京科技大学 分类号：_ 密 级：_ X703 公开 ：_ 单位代码：_ 10008 北京科技大学 硕士学位论文硕士学位论文 论文题目：自生动态膜自生动态膜-生物反应器处理城市污水特性中 试研究生物反应器处理城市污水特性中 试研究 学 号：_ S20040267 作 者：_ 薛念涛 专 业 名 称：_ 环境工程 2007 年 01 月 15 日 北京科技大学硕士学位论文北京科技大学硕士学位论文 论文题目：论文题目： 自生动态膜-生物反应器处理城市污水特性中试研究 作者：作者：_
2、 薛念涛 指指 导导 教教 师：师： 单位：单位： 北京科技大学 孙体昌 教授协助指导教师：协助指导教师： 单位：单位： 单位：单位： 论文提交日期：论文提交日期：2007年 01 月 15日 学位授予单位：北学位授予单位：北 京京 科科 技技 大大 学学 自生动态膜-生物反应器处理城市污水特性中试研究 Pilot Scale Studies on the Performance of Self-forming Dynamic Membrane Bioreactor for Municipal Wastewater Treatment 研究生姓名：薛念涛 指导教师姓名：孙体昌 北京科技大学土木
3、与环境工程学院 北京100083，中国 Candidate：Xue Niantao Supervisor：Sun Tichang School of Civil and Environment Engineering University of Science and Technology Beijing 30 Xueyuan Road，Haidian District Beijing 100083，P.R.CHINA 独 创 性 说 明独 创 性 说 明 本人郑重声明： 所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包
4、含其他人已经发表或撰写的研究成果， 也不包含为获得北京科技大学或 其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 签名：_ 日期：_ 关于论文使用授权的说明关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件， 允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的 全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 （保密的论文在解密后应遵循此规定）（保密的论文在解密后应遵循此规定） 签名：_ 导师签名：_ 日期：_ 北京科技大学硕士学位论文 - 1 - 摘
5、要摘 要 为克服传统膜-生物反应器中不可避免的膜污染现象，解决膜寿命短和造价高的问题，用廉价粗孔材料上形成的动态膜替代微滤膜进行固液分离，比膜-生物反应器的组件成本和运行费用都低，具有较强的经济优势。在中试规模上研究了自生动态膜-生物反应器处理城市污水的运行特性。 比较了钢丝网和筛绢作为微网材料的性能。这两种材料的出水水质极为接近。钢丝网组件的平均通量30.3 L/(m2h)， 筛绢组件的平均通量51.9 L/(m2h)， 后者比前者高71%。但筛绢的强度不足以支撑组件的长期运行。在次临界通量下进行了动态膜-生物反应器处理城市污水的长期运行试验。结果表明，反应器的出水浊度、COD和氨氮符合国家
6、规定的生活杂用水标准。不论是容积负荷还是污泥负荷，相应的COD、氨氮去除负荷与进水负荷呈现上升关系，二者呈现很好的线性关系。表明当中试系统活性污泥性状处于稳定状态时，生物反应器具有较强的抗冲击负荷能力。动态膜对上清液中有机物和氮有一定的去除与转化作用。动态膜内微生物有一定的生物降解活性。研究了混合液的性质。污泥浓度在1.6910.28 g/L之间。随着运行时间的延长，没有出现无机物的积累。污泥沉降比在 10.3%83.4%之间。 污泥容积指数的变化并没有影响系统处理效果及操作的稳定性，说明由于自生动态膜-生物反应器独特的运行特点使得它有着与膜-生物反应器和传统活性污泥法不同的特性。随着运行时间
7、的延长，污泥的过滤性变差，但总体的过滤性都很好。共进行了六个工况的脱氮除磷试验。在污泥浓度为6 g/L，曝气时间 90 min、循环时间 40 min的情况下效果最好，总氮去除率 65.8%，总磷去除率 56.2%。基于中试运行情况进行了经济性分析。 根据污泥性状及容积负荷的不同， 反应器气水比在10:124:1 范围内波动，得到反应器每m 的产水总能耗波动范围为 0.260.59 kwh/m ，33小于现在的膜-生物反应器工艺。认为动态膜-生物反应器有良好的经济性和技术可行性，具有向工程实际推广的价值。 关键词：关键词：自生动态膜-生物反应器，城市污水，中试 北京科技大学硕士学位论文 - 2
8、 - Pilot Scale Studies on Performance of Self-forming Dynamic Membrane Bioreactor for Municipal Wastewater Treatment Abstract In the thesis, the biomass layer dynamically formed on a coarse pore-sized material was used to effect solid-liquid separation to replace microfiltration membrane. To some ex
9、tent, it could conquer the membrane fouling; solve the problems of short life and expensiveness of membrane. The modle cost and running cost were lower than traditional membrane bioreactor. The performance of self-forming dynamic membrane bioreactor (SFDMBR) for municipal wastewater treatment was st
10、udied on a pilot scale. The performance of steel wire netting and bolting cloth as the coarse pore-sized material was compared. The effluent quality of the two materials was absolutely close. The average flux of modules was 30 L/ (m2h) and 51.9 L/ (m2h), respectively, which the later was 71% higher
11、than the former. However, bolting cloth was not strong enough to support the long-term running of membrane module. Long-term operation for municipal wastewater treatment was conducted under sub-critical flux. The turbidity, COD and ammonia nitrogen of effluent was demonstrated to meet the standard o
12、f reclamation water in China. Either the volume loading or the sludge loading of COD and NH4+-N, the relation of removal load and the effluent load was linear. It showed that SFDMBR had a fairly good capacity against shocking loading when the activated sludge was stable in pilot-scale bioreactor. Th
13、e dynamic membrane could remove and convert some of the organic compounds and nitrogen in the supernatant because the microorganism in dynamic membrane had biological activity. The performance of mixed liquor was investigated. The sludge concentration ranged between 1.69 and 10.28 g/L while the SV b
14、etween 10.3% and 83.4%. There was no inorganic accumulated even the bioreactor had been running for a long time. The fluctuation of SVI did not affect the treatment efficiency and the operational stability of the bioreactor which showed that SFDMBR apparently distinguished from MBR and CAS because o
15、f its own running character. Generally speaking, the filterability of the sludge was good. 北京科技大学硕士学位论文 - 3 - With six working conditions, the experiment to remove nitrogen and phosphorus was performed. A better result, removing rate of TN being 65.8% and the TP 56.2%, when the sludge concentration was 6 g/L, aeration time 90 min, circulating time 40 min, was achieved. On the basis of the pilot scale rea
