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《哈尔滨工程大学》 2019年
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船用膜生物反应器优化设计及其脱氮除碳效能研究

贲腾  
【摘要】:随着海洋环境污染加重,世界各国对海洋环境越来越重视,污水排放指标不断提升,加之恶劣的船舶环境对船舶污水处理是一大挑战。与其他船舶污水处理设备相比较,船用膜生物反应器(MBR)具备去除稳定、抗冲击摇摆能力强、体积小等优点,备受大家关注。然而船用MBR仍可以进一步优化:提升效能、减轻膜污染。因此本文对一种外置式MBR反应器及对其优化后得到的改进型MBR反应器进行研究,探究常规因子对其脱氮除碳效能的影响,并通过优化前后的对比,分析优化后反应器的优劣势。对于外置式MBR反应器,提升进水容积负荷有利于化学需氧量(COD)的去除,当负荷达到1.6 kg/m~3·d时,COD去除率达到94.98%,但过低的负荷会影响生物生长,进而影响COD的去除率,碳源是否充足对其总氮(TN)的去除效能是至关重要的,进水碳氮比(C/N)为12:1时,TN去除率达到83.38%,膜组件对TN和COD几乎没有去除效能。改进型MBR反应器是对对外置式反应器结构和运行方式上优化后得到的,结构上将外置式反应器的单一生化区分成了好氧区和厌氧区结合的形式,运行方式上将膜组件与厌氧区结合,形成了独特的运行环境。对于改进型MBR反应器,在0.8~1.6 kg/m~3·d进水容积负荷下,反应器对COD去除效能一直保持在92%~94%的高水平,对TN的去除效能较为稳定,受进水容积负荷影响较小,一直保持在88.8%~91.7%的高水平,尤其在低负荷下,依然能有较高的去除效能,反应器TN去除率随进水C/N的减小先增大后减小,且在进水C/N=12:1时得到最佳TN去除率87.1%。优化后的优势在于对抗进水COD冲击的调整能力增强,对COD和TN的去除效能明显提高,在低进水容积负荷去除效能更好,且受进水容积负荷影响更小,效能更稳定,改进型MBR反应器膜组件污染情况虽然稍重,但尚在可接受范围内,且提高了膜组件对系统的处理保障和效能。总体上改进型MBR反应器的脱氮除碳效能优于外置式MBR反应器。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X736.3

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