炭膜曝气生物膜反应器废水处理特性研究
发布时间：2023-04-23 00:53
膜曝气生物膜反应器(MABR)采用透气膜对生物膜进行曝气供氧，是一种将膜技术与生物膜技术相结合的污水处理新技术。它利用了膜能够将气液两相分离的特性，空气通过透气膜为附着在其上的生物膜进行无泡曝气供氧，使生物膜能够高效降解水中污染物。虽然MABR具有许多传统生物反应器无可比拟的优点，但目前反应器膜污染、膜材质稳定性差、过高的膜组件造价等缺点很大程度上限制了它的推广应用。对此，本论文采用一种成本低廉的煤基炭膜作为MABR膜组件，进行了炭膜曝气生物膜反应器(CMABR)处理废水的实验研究。 实验探讨了炭膜作为透气性载体膜的可行性。结果表明煤基炭膜表现出了较高的微生物吸附能力，单位面积微生物吸附量为0.55 gTOC／m2，能够作为生物膜的载体；炭膜具有较高的传氧能力，传氧系数KM为0.36 m／h，适用于作为MABR的供氧装置，能够保证生物膜的用氧需求。 CMABR处理生活污水实验表明，反应器平均COD、NH4+-N、TN去除率分别为88％、90％和78％，膜比表面COD、NH4
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 膜曝气生物膜反应器废水处理技术和炭膜及其应用的研究进展
1.1 膜曝气生物膜反应器的发展
1.2 膜曝气生物膜反应器的组成及特点
1.2.1 反应器的组成
1.2.2 膜材质与膜组件型式
1.2.3 反应器的特点
1.3 MABR的研究、应用及其发展前景
1.3.1 MABR运行的影响因素
1.3.2 MABR生物膜微生物学研究
1.3.3 MABR建模
1.3.4 MABR的应用
1.3.5 MABR的发展前景
1.4 废水生物脱氮技术
1.4.1 传统生物脱氮技术
1.4.2 同步硝化反硝化
1.4.3 短程硝化反硝化
1.4.4 厌氧氨氧化
1.4.5 好氧反氨化
1.5 炭膜及其在环境领域中的应用
1.5.1 炭膜的分类
1.5.2 炭膜的性能
1.5.3 炭膜在环境领域的应用
1.6 本课题的研究目的、意义及研究内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
2 炭膜曝气生物膜反应器处理生活污水实验研究
2.1 煤基管式炭膜的制备及其主要特性
2.1.1 炭膜的制备
2.1.2 炭膜孔结构性能表证
2.1.3 煤基炭膜膜组件的主要特性
2.2 材料与方法
2.2.1 炭膜曝气生物膜反应器实验系统
2.2.2 实验用水与接种污泥
2.2.3 分析项目与方法
2.3 炭膜曝气生物膜反应器运行实验研究
2.3.1 实验过程简介
2.3.2 炭膜氧传递能力
2.3.3 炭膜对微生物的吸附能力
2.3.4 反应器挂膜启动阶段
2.3.5 反应器连续运行效果
2.3.6 反应器氧利用情况
2.3.7 生物膜特性
2.4 炭膜膜清洗与膜污染
2.4.1 炭膜清洗方式的研究
2.4.2 膜污染分析
2.5 炭膜和其他膜在MABR中的应用比较
2.6 小结
3 炭膜曝气生物膜反应器处理无机含氨氮污水研究
3.1 材料与方法
3.1.1 实验装置和实验用水
3.1.2 分析方法
3.2 炭膜曝气生物膜反应器硝化作用和氧利用率研究
3.2.1 短程硝化及其主要影响因素
3.2.2 实验过程简介
3.2.3 反应器硝化作用及溶氧变化
3.3 炭膜曝气生物膜反应器氨氮去除负荷
3.3.1 实验过程简介
3.3.2 反应器最大氨氮去除负荷的研究
3.4 小结
4. 炭膜曝气生物膜反应器运行条件优化
4.1 材料与方法
4.1.1 实验装置和实验用水
4.1.2 分析方法
4.2 实验过程简介
4.3 炭膜重复挂膜实验
4.4 内膜空气压力对处理效果的影响
4.5 进水碳氮比对处理效果及生物膜活性的影响
4.5.1 进水碳氮比对处理效果的影响
4.5.2 进水碳氮比对生物膜活性的影响
4.6 HRT对处理效果的影响
4.7 反应器抗冲击能力的研究
4.8 小结
5. 反应器生物膜微生物学研究
5.1 概述
5.2 荧光原位杂交
5.2.1 荧光原位杂交原理
5.2.2 硝化细菌分类及探针
5.2.3 FISH技术对硝化细菌的研究
5.3 材料与方法
5.3.1 FISH实验所用探针及杂交条件
5.3.2 实验玻片处理及药品配制
5.3.3 杂交步骤
5.4 处理无机含氨氮废水生物膜硝化菌微生物学研究
5.4.1 硝化菌生物膜种群结构分析
5.4.2 硝化菌空间分布
5.4.3 硝化菌生物膜表面特性
5.5 处理人工模拟生活污水(碳氮比5:1)生物膜硝化菌微生物学研究
5.5.1 异养/自养复合菌生物膜硝化菌种群结构分析
5.5.2 硝化菌空间分布
5.5.3 异养/自养复合菌生物膜表面特性
5.6 小结
6. 结论、创新点与建议
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 建议
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3798750
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 膜曝气生物膜反应器废水处理技术和炭膜及其应用的研究进展
1.1 膜曝气生物膜反应器的发展
1.2 膜曝气生物膜反应器的组成及特点
1.2.1 反应器的组成
1.2.2 膜材质与膜组件型式
1.2.3 反应器的特点
1.3 MABR的研究、应用及其发展前景
1.3.1 MABR运行的影响因素
1.3.2 MABR生物膜微生物学研究
1.3.3 MABR建模
1.3.4 MABR的应用
1.3.5 MABR的发展前景
1.4 废水生物脱氮技术
1.4.1 传统生物脱氮技术
1.4.2 同步硝化反硝化
1.4.3 短程硝化反硝化
1.4.4 厌氧氨氧化
1.4.5 好氧反氨化
1.5 炭膜及其在环境领域中的应用
1.5.1 炭膜的分类
1.5.2 炭膜的性能
1.5.3 炭膜在环境领域的应用
1.6 本课题的研究目的、意义及研究内容
1.6.1 研究目的及意义
1.6.2 研究内容
2 炭膜曝气生物膜反应器处理生活污水实验研究
2.1 煤基管式炭膜的制备及其主要特性
2.1.1 炭膜的制备
2.1.2 炭膜孔结构性能表证
2.1.3 煤基炭膜膜组件的主要特性
2.2 材料与方法
2.2.1 炭膜曝气生物膜反应器实验系统
2.2.2 实验用水与接种污泥
2.2.3 分析项目与方法
2.3 炭膜曝气生物膜反应器运行实验研究
2.3.1 实验过程简介
2.3.2 炭膜氧传递能力
2.3.3 炭膜对微生物的吸附能力
2.3.4 反应器挂膜启动阶段
2.3.5 反应器连续运行效果
2.3.6 反应器氧利用情况
2.3.7 生物膜特性
2.4 炭膜膜清洗与膜污染
2.4.1 炭膜清洗方式的研究
2.4.2 膜污染分析
2.5 炭膜和其他膜在MABR中的应用比较
2.6 小结
3 炭膜曝气生物膜反应器处理无机含氨氮污水研究
3.1 材料与方法
3.1.1 实验装置和实验用水
3.1.2 分析方法
3.2 炭膜曝气生物膜反应器硝化作用和氧利用率研究
3.2.1 短程硝化及其主要影响因素
3.2.2 实验过程简介
3.2.3 反应器硝化作用及溶氧变化
3.3 炭膜曝气生物膜反应器氨氮去除负荷
3.3.1 实验过程简介
3.3.2 反应器最大氨氮去除负荷的研究
3.4 小结
4. 炭膜曝气生物膜反应器运行条件优化
4.1 材料与方法
4.1.1 实验装置和实验用水
4.1.2 分析方法
4.2 实验过程简介
4.3 炭膜重复挂膜实验
4.4 内膜空气压力对处理效果的影响
4.5 进水碳氮比对处理效果及生物膜活性的影响
4.5.1 进水碳氮比对处理效果的影响
4.5.2 进水碳氮比对生物膜活性的影响
4.6 HRT对处理效果的影响
4.7 反应器抗冲击能力的研究
4.8 小结
5. 反应器生物膜微生物学研究
5.1 概述
5.2 荧光原位杂交
5.2.1 荧光原位杂交原理
5.2.2 硝化细菌分类及探针
5.2.3 FISH技术对硝化细菌的研究
5.3 材料与方法
5.3.1 FISH实验所用探针及杂交条件
5.3.2 实验玻片处理及药品配制
5.3.3 杂交步骤
5.4 处理无机含氨氮废水生物膜硝化菌微生物学研究
5.4.1 硝化菌生物膜种群结构分析
5.4.2 硝化菌空间分布
5.4.3 硝化菌生物膜表面特性
5.5 处理人工模拟生活污水(碳氮比5:1)生物膜硝化菌微生物学研究
5.5.1 异养/自养复合菌生物膜硝化菌种群结构分析
5.5.2 硝化菌空间分布
5.5.3 异养/自养复合菌生物膜表面特性
5.6 小结
6. 结论、创新点与建议
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 建议
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3798750
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3798750.html
