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膜—生物反应器(MBR)是生物处理技术与膜分离技术相结合的新型污水处理工艺。本论文就缺氧/好氧膜—生物反应器处理高浓度含碳和氮工业废水的运行特性进行了研究,并对膜—生物反应器中的微生物特性及膜过滤性能、污染特征和膜清洗进行了探讨。主要结果如下: 通过不同操作条件下的连续运行试验,考察了膜—生物反应器的运行特性。在不排泥条件下,好氧MBR分别在3种HR7(15h、10h、6h)下运行,系统对COD、NH4+-N和TN均表现出较高的去除效果。系统的COD、NH4+-N和TN的去除率受进水容积负荷影响不大,均保持在较高的水平,去除速率与容积负荷之间呈线性关系;当SRT=16d时,对不同回流比下反硝化脱氮效果进行比较,当回流比为4时,系统反硝化效果最好,为83.45%;在排泥条件下,对悬浮生长型和附着生长型MBR的运行特性进行比较发现:悬浮生长型MBR对氨氮的去除效果较附着型MBR高。此外,在系统连续运行期间,还考察了氮在各个反应器中的生物转化过程。 在多个工况运行条件下,考察了MBR中的微生物特性。在不排泥条件下,MBR中的微生物浓度随HRT的减小而增大,污泥的硝化活性大于分解有机物活性,两者随运行时间的延长有所降低;当SRT=16d时,MBR中的微生物浓度逐渐降低,并趋于稳定。污泥的总活性明显高于不排泥条件下的污泥总活性,其中污泥分解有机物的活性明显提高,而微生物的硝化活性有所降低;投加载体后,悬浮微生物浓度进一步降低,稳定在11g/L左右。复合MBR中悬浮相和附着相的单位污泥分解有机物活性及反应器的分解有机物活性均小于悬浮型MBR,而单位污泥硝化活性及反应器的硝化活性均大于悬浮型MBR。此外,MBR中的污泥平均粒径小于一般活性污泥法。胞外多聚物(ECP)是微生物代谢的重要产物,较高污北京化工大学硕士学位论文泥浓度MBR中单位重量污泥产生的ECP要远远大于低污泥浓度MBR中的ECP,且较高的ECP含量易加重膜污染。 通过考察系统连续运行中膜过滤性能随时间的变化,研究了膜过滤性能、污染特征及其清洗。通过选择合适的操作条件:抽吸时间和膜通量,能显著地改善膜过滤性能。对膜面污染物的分析表明,污泥层是造成膜污染的主要因素。在不同的操作条件下,分析了膜面沉积污泥量和膜面吸附溶解性有机物量的变化。研究了混合液性质对膜污染的影响,由试验结果回归出55浓度和上清液中的COD值与抽滤20min时由膜污染造成的膜阻力RZ。的关系为:RZ。=9.129E(+9)*eoDO·449,55’”’8,。采用超声波清洗及化学清洗的方法清洗膜组件,结果表明,化学清洗能较彻底地清除膜污染。通过对碱洗液分子量分布的分析,小分子的可溶性有机物是造成膜面凝胶层污染和膜孔堵塞的主要有机污染物。 以上研究结果表明,缺氧/好氧膜一生物反应器在高浓度含碳和氮工业废水同时除碳和脱氮方面有着较高的使用价值和良好的应用前景。本文对该工艺的进一步深入研究和实际运用提供了一定的理论基础,具有一定的指导意义和参考价值。