无纺布填料FBBR处理城市生活污水的试验研究

发布时间：2020-08-21 02:36

【摘要】：固定床生物膜反应器(Fixed bed biofilm reactor,FBBR)是一种使用广泛、结构简单的污水处理设备。填料是生物膜反应器的核心部件,寻求一种易于挂膜、性能优良、便宜易得的填料是今后填料的发展方向。废无纺布由于常见易得、表面粗糙、化学稳定性好,具备作为生物膜填料的要求。针对我国固体废物处理技术尚不成熟、发展缓慢、众多固体废物未得到优质处理及资源化利用等难题,本文以生活中常见的废无纺布(NWF0)及通过空气热氧化和微波改性的废无纺布NWF1、NWF2作为生物膜填料,分别设计制作了NWF0-FBBR、NWF1-FBBR和NWF2-FBBR三种生物膜反应器;通过挂膜试验,比较研究NWF0、NWF1和NWF2填料的挂膜效果及对模拟城市污水的处理效果;选用综合效果最佳的NWF2-FBBR进行后续试验,通过单因素试验及正交试验,分析各因素对NWF2-FBBR处理污染物效果的影响,并确定最优工艺参数组合;将NWF2-FBBR用于处理实际城市生活污水,探究其实际应用的可行性;最后对废无纺布填料进行机理分析。得到以下主要结论:(1)挂膜试验说明,NWF1和NWF2填料的挂膜效果和去除污染物效率均优于NWF0填料;相比于NWF0填料,NWF1和NWF2填料上生物附着量更多,出水稳定所需的时间更短;其中,NWF2的挂膜效果和去除污染物效果最好。(2)NWF2-FBBR处理模拟生活污水的单因素试验说明,进水COD、HRT、DO、进水pH和填料填充率均影响反应器对污染物的去除效率;选择进水COD、HRT、DO和填料填充率进行的正交试验说明,运行条件为:进水COD 400 mg/L、HRT 8h、DO 3 mg/L、填料填充率6 g/L时,NWF2-FBBR的污水处理效果最好。(3)NWF2-FBBR处理实际城市生活污水的试验说明,将NWF2-FBBR用于实际城市生活污水治理具有可行性。NWF2-FBBR对实际生活污水中COD、NH_4~+-N和TP的去除率分别能稳定在92.1%、76.4%和55.3%左右,出水COD、NH_4~+-N和TP浓度分别保持在50 mg/L、5 mg/L和1.5 mg/L以下。(4)无纺布特性分析说明,NWF2填料的比表面积、接触角、吸水率和粗糙度等性能均优于NWF0填料;空气热氧化和微波改性处理的无纺布填料表面增加了羰基和羟基等化学官能团,改善了填料的挂膜性能;NWF1和NWF2填料的挂膜时间和生物膜更新周期均短于NWF0填料;且单位质量NWF1和NWF2填料上附着的生物膜量均大于NWF0填料;三种废无纺布表面的生物膜脱氢酶活性大小排序为:NWF2NWF1NWF0。研究选用生活中常见易得的废无纺布作为生物膜填料制成FBBR,用于城市生活污水处理,不仅有效处理城市废水,减轻环境污染;而且解决废无纺布的处置问题,实现固体废弃物的资源化利用,提高了生物膜反应器填料的经济性。因此,废无纺布填料FBBR有较大推广价值。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X799.3
【图文】：

将废无纺布填料 FBBR 应用于实际城市生活污水处理；之后，在试验基础上进行机理分析；最后，得出试验结论与展望。图1.1 研究技术路线Figure 1.1 Research technology route

(a) NWF0 填料 (b) NWF1 填料 (c) NWF2 填料图 2.2 由废无纺布条制成的填料示意图Figure 2.2 Schematic diagram of packing made of waste non-woven strips.5.4 无纺布填料的组装无纺布填料是由双圈塑料圆环和废无纺布条组装而成的组合填料。制备布填料单元时，将长约 110mm，宽约为 18mm 的无纺布条压扣固定于直径5mm 的双圈塑料圆环的外围环圈上，使无纺布条分布均匀。六条无纺布条压扣于一片塑料圆环上组成一个填料单元。五个填料单元串连于一根中心组成一个无纺布填料组，每个填料单元间竖直距离为 70mm。空气热氧化波改性及未改性无纺布填料分别由空气热氧化、微波改性处理后的废无纺及未改性的废无纺布条和双圈塑料环组合而成。双圈塑料圆环如图 2.5 中示，制备的无纺布填料单元如图 2.5 中 b 所示，无纺布填料组如图 2.5 中 c

(a) 双圈塑料圆环 (b) 填料单元 (c) 填料组图 2.3 无纺布填料组装示意图Figure 2.3 Schematic diagram of the assembly of non-woven filler

【参考文献】

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本文编号：2798796