随着城市人口的不断增加和社会经济的迅速发展,生活污水、工业企业污废水中大量的有机物和氨氮等污染物质进入江河湖泊等水源水,导致水源水的污染越来越严重,尤为突出的是溶解性有机物和氨氮的污染问题,其中,我国最新出台的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对该类项目的限值要求也更为严格,常规处理工艺很难有效地解决这一问题。因此,本论文提出凹凸棒土-MBR组合工艺处理受氨氮污染的微污染水源水,其中凹凸棒土作为膜生物反应器中的载体填料,增强了系统对氨氮和有机物的去除能力,减缓了膜污染速率。
本文对比研究了MBR和凹凸棒土-MBR组合工艺对微污染水源水的处理效果、污泥混合液的性能以及膜污染情况等。凹凸棒土的投加提高了系统对有机物和无机氮的去除效果。在进水水质稳定的条件下,MBR和凹凸棒土-MBR组合工艺对高锰酸盐指数的去除率分别为64.3％～84.6%和75.3%～90.2%;对TOC的平均去除率分别为83.2%和90.5%;在实验运行初期UV254的平均去除率分别为76.6%和83.0%;两反应器对氨氮的平均去除率分别是86.95%和93.45%;对总氮的最高去除率分别达到了35.0%和59.2%。当进水水质突然发生变化时,凹凸棒土-MBR系统对有机物和无机氮的去除效果受到的影响明显小于MBR系统,即凹凸棒土的投加大大增强了系统的抗冲击负荷能力。
考察了MBR和凹凸棒土-MBR系统内污泥混合液的性能。结果表明:凹凸棒土的投加使得污泥总活性和硝化活性分别提高了11.9%和23.2%;大粒径污泥比例减小,污泥颗粒粒径的分布更趋均匀;减少了污泥混合液的带电量,其Zeta电位降低11%～34%;提高了对分子量介于3K～10K、10K～100K以及>100K等大分子有机物的去除效果;改变了系统污泥混合液及其膜表面滤饼层中有机物的结构和组成,使有机物的种类和含量明显减少;对生物难降解的腐植酸类物质和大分子蛋白质类有机物质的去除效果亦略有提高。
研究了两反应器的膜污染情况。实验结果表明,凹凸棒土-MBR组合工艺运行初期的膜污染速率增加较快,但系统长期运行过程中,凹凸棒土-MBR组合工艺的膜污染程度明显比MBR系统低;通过对新膜、污染膜和清洗后的污染膜进行扫描电镜分析发现,在相同的运行条件下,凹凸棒土-MBR组合工艺中膜表面的污染层比较疏松,清洗后的膜通量恢复率比较高,膜的污染情况得到了一定程度的改善。

    关键词：
    凹凸棒土-MBR组合 微污染水源水 处理效果 污泥混合液
    作者：
    段英随
    学位授予单位：
    哈尔滨工业大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    城市水资源
    导师姓名：
    时文歆
    学位年度：
    2012
    语种：
    中文
    分类号：
    TU991.2
    在线出版日期：
    2012年12月25日