组合曝气复合MBR处理生活污水的研究毕业论文
2022-06-23 20:06:16
论文总字数：13847字
摘 要
随着经济的迅速发展，生活污水的排放量也迅猛提高，不经处理直接排放对环境造成很大的损害，也阻碍了经济的进一步发展。在这样的背景下，污水处理回用的重要性与日俱增。本实验采用组合曝气复合MBR处理生活污水，监测处理前后水样的CODCr、TP、TN、SS和色度等指标。结果显示，经组合曝气复合MBR法处理后的生活污水，其CODCr去除率达到95%；TN去除率达到80%；TP去除率达到85%；色度去除率达到95%；SS去除率达到75%，出水达到排放要求。
关键词：生活污水 MBR 组合曝气 去除率
Treatment of domestic wastewater by aeration-MBR process
Abstract
With the rapid economic development, domestic wastewater emissions have increased rapidly, direct emission of domestic wastewater without any treatment will cause great damage to the environment, which also has hindered the further development of the economy. In this background, the importance of reuse wastewater treatment is increasing. In this study, the domestic wastewater had been treated by aeration-MBR process, and the wastewater indicators, such as CODCr, TP, TN, SS and color, were analysed before and after treatment. The results showed that after the treatment of domestic wastewater by aeration-MBR process, the CODCr removal rate was up to 95%; TN removal rate was up to 80%; TP removal rate was up to 85%; color removal was up to 95%; SS removal efficiency was up to 75%, and the effluent met the emission requirements.
Key words: domestic wastewater; MBR; aeration; removal rate
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 前言 1
1.1膜生物反应器的发展历史 2
1.2国内外研究进展与现状 2
1.2.1国外情况 2
1.2.2国内情况 3
1.3问题的提出和研究的意义 3
1.3.1问题的提出 3
1.3.2 研究的意义 4
第二章 实验部分 6
2.1 实验仪器和试剂 6
2.2 实验内容 7
2.2.1化学需氧量的测定方法 7
2.2.2 水质悬浮物含量的测定方法 7
2.2.3 水质总磷的测定方法 8
2.2.4 水质总氮的测定方法 8
2.2.5 水质色度的测定方法 9
2.2.6采用组合曝气复合MBR处理生活污水的实验装置与过程 10
第三章 实验数据及分析 11
3.1实验数据及分析 11
第四章 结论与展望 15
4.1结论 15
4.2展望 15
参考文献 16
致谢 19
第一章 前言
生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多。其中，人类在生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源[1]之一，主要是粪便和洗涤污水。城市每人每日排出的生活污水量一般在400L以下，量的大小与人们各自的生活水平有着密切的关系。生活污水中含有大量的有机物，如蛋白质、脂肪、纤维素、糖类、淀粉等；以及大量对人体有害的病原菌、寄生虫卵、病毒等；无机盐类的成分主要有碳酸氢盐、氯化物、磷酸盐和钠、钾、钙等。总的特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。
生活污水中的有机物和无机盐等物质对水体都有不同程度的危害。有机物进入水体后会在微生物的作用下分解为水和二氧化碳，在这过程中需要消耗水中的溶解氧，水中的溶解氧的减少，导致水中污染物的腐败分解，因而水质恶化愈发严重。同时，水体中无机盐含量的增加会使水体的渗透压升高，不利于淡水生物和植物的生长，在盐碱化地区，这些生活污水更会降低土壤质量，不利于植物的生长。
生活污水除了对水体和土壤产生危害，对人类的健康更会产生很多威胁。水体中的病原微生物不仅数量大，种类多，其繁殖也较快，易产生抗性，使用传统的生活污水处理方法，部分病原微生物仍无法消除。这些病原微生物一旦进入人体，将在体内寄存，使人产生各种疾病。生活污水产生的恶臭更会影响人的正常呼吸功能，使消化功能减退，降低工作效率，使记忆力减退，严重的会造成嗅觉障碍，损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能。生活污水造成的地下水硬度升高，人类引用过后可能会引起消化道功能紊乱、腹泻等不良症状。
我国污水处理产业较为落后，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，经济快速发展，污水处理需求也逐渐提高。但我国的污水处理产业也遇到了一系列的难题，如人口增加和工农业生产的发展导致污水增多，而污水处理率却不到50%。同时，污水处理的资金较为紧缺，限制着污水处理的规模和效率。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理回用的重要性与日俱增。
1.1膜生物反应器的发展历史
起初，人们一般用活性污泥法[2]对污水进行处理，污水经过曝气池之后需对泥水进行二次沉淀[3]，以提升出水的水质情况，同时要保证污泥的回流以维持曝气池内的污泥度。但在1969年，Smith等[4]人用超滤取代二次沉淀池的方法，使得污水处理效果大大的提升。随后，Hardt等[5]人用好氧生物反应器处理合成废水，用超滤膜实现泥水分离。20世纪70年代，膜生物反应器工艺首次进入日本市场。1982年Zenon环境公司[6]研制出ZenonGem并实现市场化。90年代Kubota公司[7]研制了平板式浸没MBR。
1.2国内外研究进展与现状
1.2.1国外情况
1966年，美国的Dorr-oliver公司[8]第一次在废水处理研究中应用了MBR（膜生物反应器）。1969年，Smith等[9]将好氧活性污泥法与超滤膜相结合的MBR用于处理城市污水，能够有效减少活性污泥产量，使污泥浓度维持在较高水平以及减少装置占地面积。1971年，Bemberis[10]在污水处理厂进行了膜生物反应器的试验，取得了良好的试验结果。1978年，Grethlein等[11]在厌氧消化池-膜系统处理生活污水的研究中将BOD（生物需氧量）和NOX-（氮氧化合物）的去除率分别提高到了90%和75%。1985年，日本实施了“水综合再生利用系统90年代计划”[12]，将MBR污水处理研究进一步推进。1986年，Bindoff等人[13]在处理高浓度生活污水时应用了厌氧固定床与膜分离组合工艺。1993年，Chiemchaisri等人[14]分别用中空、板式MBR工艺处理城市污水，对COD（化学需氧量）的去除率分别大于80%和90%，并利用MBR进行了生活污水脱氮研究[15]和低温脱氮技术[16]。
1994年，Bailey[17]等人用错流式微滤MBR工艺处理生活污水，对COD的去除率超过了97%。1996年，Winnen[18]用陶瓷膜-生物反应器处理人工合成废水，效果非常好。2005年，Nagaoka等人先研究了胞外聚合物及污泥粘滞度对膜过滤阻力[19]的影响，然后进一步研究了膜污染的过程和机理之后建立了膜污染的数学模型[20]。
1.2.2国内情况
1993年，上海华东理工大学环境工程研究所[21]进行了MBR处理人工合成污水和制药废水的可行性研究。1995年，樊耀波[22]研制出一套好氧分离式MBR，可在实验室内使用。1998年，沈志松[23]等进行了中空纤维膜无泡供氧过程的传质性能研究，以中空纤维膜对发酵液进行供氧，使得产品的发酵率优于摇床供氧和自然供氧。2000年，顾平等[24]以中空纤维膜对生活污水作了中试研究，发现MBR对废水的COD，NH3-N，SS，浊度等都能达到良好的去除效果。吴桂萍等人[25]采用一体式MBR，杨琦等人[26,27]采用缺氧-好氧MBR对生活污水处理进行的试验研究，均取得了良好的处理效果，污水中COD、氨氮去除率分别达90％以上，无色无味，系统具有较强的抗冲击能力，出水水质优于《城市生活杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)。张绍园[28]提出以高能量级生物体增强MBR净化污水能力的同时减少污泥产量。邹联沛等[29]对MBR中同步硝化反硝化等现象进行研究，表明硝化反应在氧气较充分的污泥表面进行，反硝化反应在缺氧的污泥内部进行，同时发现，在溶解氧、碳氮比和pH值等在适宜的条件下，同步硝化反硝化下能顺利进行。刘强等[30]采用淹没式复合型MBR处理城市污水的实验表明COD去除效果与总生物量有关。谭德君等[31]对MBR处理生活污水连续运行期间的处理效能、膜污染情况进行了实验研究，认为对膜清洗应以机械清洗为主辅以化学清洗。上海浦东新区白龙港污水厂将平板MBR用于生活污水再生回用工程[32]，工程规模为400 m3/d，与平行运转的曝气生物滤池（BAF） 砂滤的工艺相比，具有出水水质好、运行稳定、操作维护简单和污泥量少等优点。
1.3问题的提出和研究的意义
1.3.1问题的提出
生活污水来源于城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场所的排水等。生活污水中含有较多的氮、磷等物质，大量的生活污水一旦排入湖泊、水库等水体后，藻类及浮游生物等水生生物将大量繁殖，造成水体中溶解氧含量迅速减少，鱼类及其它生物将因缺氧而大量死亡，破坏了水体的生态平衡。同时，生活污水中还含有很多的有毒物质，这些有毒物质种类繁多，对生物有机体具有一定的毒性。因此，如果生活污水未经过处理而直接排放到环境中，必会造成严重的危害。
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