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《南京大学》 2011年
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新型悬浮填料的研制及应用研究

郭志涛  
【摘要】:移动床生物膜反应器(MBBR)是一种高效经济的污水处理工艺,在国内外得到了广泛的应用。悬浮填料是MBBR工艺的核心,其性能的好坏直接影响到MBBR工艺效能的高低。本论文总结了前人对悬浮填料改性问题的研究,研发出一种旨在提高悬浮填料生物性能及物理特性的配方。在此基础上,结合聚乙烯塑料加工成型的特性,确定新型悬浮填料的加工工艺参数,批量生产出新型悬浮填料产品。为了检验新型悬浮填料处理实际废水的能力,本论文开展了一系列中试及生产性试验研究,并把新型悬浮填料成功应用到了青岛市城阳区城区污水厂升级改造工程中。为了对新型悬浮填料的性能进行评价,本论文建立了一套评价新型悬浮填料性能的综合评价方法,并对其标准化前景进行了探讨。本论文的研究内容及成果主要包括以下几个方面: 1)通过添加助剂、混合改性和优化加工工艺等手段,研制了新型悬浮填料。新型悬浮填料的原材料以高密度聚乙烯为主,添加一定量的微生物活性调节剂、加工改性剂和紫外线吸收剂等。新型悬浮填料生产工艺参数:挤塑机料筒的五路加热包的温度依次为160℃、180℃、185℃、180℃和170℃,真空定型套的真空度为3-6×104Pa,螺杆转速为22-29 r/min,履带牵引机的牵引速度为300-400 r/min。新型悬浮填料的密度为0.96-0.98 g/cm3,有效比表面积为500 m2/m3、使用寿命为10年。 2)为了检验新型悬浮填料的性能,开展了一系列试验研究:低温市政废水处理的中试试验、水产养殖废水原位处理的生产性试验、某难降解化工废水处理的中试试验及青岛市城阳区城区污水厂升级改造工程等,均取得了良好的应用效果。在低温(10-12℃)市政污水处理的中试试验中,反应器出水COD均值为47.3 mg/L, NH3-N小于0.3 mg/L, TP在15 mg/L左右。在水产养殖废水原位处理的生产性试验中,经过60 d的处理后,鱼塘水体中COD、NH3-N分别降到了20 mg/L、0.6 mg/L;鱼塘水体DO达到了6.1mg/L;每处理1t该类废水,费用约为0.027元。在处理难降解化工废水的中试试验中,采用改良配方生产的新型悬浮填料在膜微生物活性、COD去除率等方面的表现均优于普通悬浮填料;Ⅰ、Ⅱ型改性悬浮填料和Ⅲ型普通悬浮填料的COD平均去除率分别为82.2%、81.8%和70.6%。在青岛城阳区城区污水厂升级改造工程中,投加新型悬浮填料以后,SBBR工艺出水COD均值为29.5mg/L,出水NH3-N均值为1.2 mg/L,出水TN均值为14.5 mg/L 3)在文献阅读和现场调研的基础上,建立了基于Delphi法、AHP法和Fuzzy决策相关理论的悬浮填料性能综合评价方法。从技术、经济两个方面,建构了悬浮填料性能评价指标的递阶层次结构。该递阶层次结构包括技术、经济两项准则层指标,包括单位投资、运行费用、有效比表面积、生物膜活性、挂膜周期、使用寿命、技术成熟度、机械强度和抗水力冲击负荷能力等9项方案层指标。求得指标权重向量为K=(0.2616,0.0540,0.0281,0.1311,0.1046,0.1016,0.1421,0.0830,0.0939)。 在此基础上,结合化工废水中试试验数据及悬浮填料厂家提供的产品参数,对Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型3种填料进行了性能评价。评价结果显示:Ⅱ型悬浮填料的综合性能最佳,Ⅰ型填料次之,Ⅲ型填料最低。 最后,从反应器结构、试验方法及评价结果表述等方面对悬浮填料性能综合评价方法的标准化应用进行了探讨
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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