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《大连理工大学》 2007年
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膜生物反应器强化除磷脱氮性能研究

肖景霓  
【摘要】: 氮、磷是导致水体富营养化的优势污染物。反硝化除磷技术具有节省有机碳源、减少温室气体排放、剩余污泥产量小等优点,符合可持续发展理念,具有广阔的发展前景。 本研究采用序批式膜生物反应器(SBMBR)周期性运行,通过对其运行模式及操作参数的优化调整,强化其除磷脱氮能力,同时对不同工艺模式下SBMBR对氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等进行了考察。 首先通过将AO模式运行的SBMBR和传统膜生物反应器(CMBR)运行模式进行对比,考察二者在不同进水碳氮比(COD/TN=28.2~3.4)条件下对氮磷的去除能力。结果表明:CMBR中TP的去除率在14%~96%之间波动;在进水COD/TN降至6.3时,对TN基本无去除效果。以AO方式运行的SBMBR具有很好的污染物去除能力,即使在进水COD/IN降到6.3时,TN和NH_4~+-N的去除率仍可达到65%和90%以上;TP去除率保持在90%左右,在此COD/TN范围内,基本不受进水COD/TN变化影响;而且验证序批式的运行方式有助于减缓膜污染。 为强化SBMBR的反硝化除磷能力,在AO MBR中引入缺氧段,并通过对工艺运行模式的调整,逐步强化其反硝化除磷效果。依次考察单反应器形式的AOA、A~2O MBR及双反应器MUCT-MBR对污染物的去除性能,比较各工艺模式的反硝化除磷能力。结果表明:在AO MBR好氧末引入缺氧段而形成的AOA MBR工艺,具有一定的反硝化除磷性能;但PHB因好氧吸磷而被大量氧化,使缺氧段中聚磷菌(PAOs)的内碳源不足,而无法最大限度的提高系统反硝化除磷能力,因此缺氧段的除磷量占总除磷量的比例仅为28%。为解决上述不足,将缺氧段提前到厌氧阶段末,形成了A~2O MBR系统,通过外加硝酸盐为反硝化吸磷提供电子受体。其缺氧段反硝化除磷量占总除磷量的比例提高到50%以上,但外加硝酸盐形成缺氧环境造成工艺操控复杂。因此,进一步改进工艺为双反应器的MUCT-MBR,两反应器中均有明显的缺氧吸磷现象,整个系统由缺氧段所去除的磷约占总除磷量的60%。系统以好氧产生的NO_3~-作为缺氧吸磷的电子受体,实现了无外加NO_3~-的条件下强化系统的反硝化除磷性能。 采用FISH技术对PAOs占全菌的比例进行检测,得出AO、AOA及A~2O MBR中PAOs所占比例依次增大;污泥磷元素分析结果显示,三系统中污泥含磷率依次增大,即吸磷能力逐渐提高。对污泥产率的计算结果为,SBMBRs中的污泥产率均明显低于传统活性污泥(CAS)工艺,且随反硝化除磷能力的增强,污泥产率减少,A~2O MBR中污泥产率仅为0.29 kgVSS.kgCOD~(-1)。但由于其具有较高的污泥含磷率,从而保证了良好的除磷效果。 研究发现:在AO、AOA、A~2O MBR至MUCT-MBR的改进过程中,随着反硝化除磷能力的逐步提高,污泥的比好氧吸磷速率下降。表明对缺氧环境的强化更有利于具有反硝化能力的聚磷菌的生长,相应的对好氧聚磷菌的生长及活性产生抑制。O_2与NO_3~-同时存在时的比吸磷速率大于仅有O_2存在时的速率,且伴有NO_3~-的消耗。表明混合电子受体条件下,存在好氧反硝化吸磷。除磷工艺中磷的去除包括好氧吸磷、缺氧反硝化吸磷和好氧反硝化吸磷三种机制。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X703

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
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10 葛安东;牛明芬;;A2N反硝化脱氮除磷工艺原理及主要影响因素[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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1 成英俊;膜生物反应器脱氮除磷功能强化研究[D];大连理工大学;2004年
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【二级引证文献】
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7 杨秀伟;新手段打破中药的膜分离技术应用困局[N];中国医药报;2007年
8 本报记者 周兆木 通讯员 姚伟国 周惠娟;无论山区丘陵平原皆能还清流[N];中国环境报;2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖景霓;膜生物反应器强化除磷脱氮性能研究[D];大连理工大学;2007年
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6 吴昌永;A~2/O工艺脱氮除磷及其优化控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 张立成;亚硝化反硝化除磷工艺及分子微生物学研究[D];北京工业大学;2011年
8 王景峰;好氧颗粒污泥脱氮除磷及颗粒污泥膜生物反应器研究[D];天津大学;2006年
9 姜欣欣;基于A/O/A运行模式的SBR工艺脱氮除磷效能及其微生物特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 杨群;低C/N比污水EMBR脱氮工艺研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张杰;序批式膜生物反应器反硝化除磷脱氮研究[D];大连理工大学;2008年
2 张文娟;人工湿地除磷基质研究及同步脱氮除磷填料的开发[D];西南大学;2011年
3 欧阳雄文;新型膜—生物膜反应器(MBR)脱氮除磷的研究[D];湖南大学;2005年
4 王建华;A~2O-BAF工艺强化同时脱氮除磷[D];北京工业大学;2011年
5 王蕴杰;胞内碳源对A~2/O工艺脱氮除磷影响研究[D];北京交通大学;2010年
6 骆欣;用于高氨氮废水处理的缺氧—好氧膜生物反应器的研究[D];天津大学;2005年
7 代文臣;序批式膜生物反应器中反硝化聚磷菌的富集[D];大连理工大学;2006年
8 唐致文;A~2/O工艺处理系统脱氮除磷优化研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 翟英华;倒置A~2/O工艺处理河道水脱氮除磷效果研究[D];东北农业大学;2010年
10 吴念鹏;膜生物反应器营养物去除性能研究[D];北京交通大学;2008年
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