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MABR膜材料选择优化及微流场对生物膜性能的影响

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文档简介:

醒—翁謂|■.'it.r'Sj?='己-令V:;i?担吉S:亩S,!"V廣:■早々涅:2-。;分髮每是X7的攀鐘代顯’1議8?给-‘■‘‘、;".f,,:,j:画押麵lf严.、刊…一i_。,,',>^.;.论文麗@:MABR膜材料选择优化及微流场对生物膜性能的影响作者姓名:品^―^指辱歎师:完成日期:当17-02-24—禱壽謂鑛1梵...‘-.‘V:謂麵競.独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中蒋别加标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津工业大学或其化教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。。学位论文作者签名;玉i良签字日期:1^,|年^月^日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大挙有关傑留、使用学位论文的规定。特授权天津工业大学可pjl将学位论义的全部或部分肉容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编W供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:导师签名:签字日期0^1年、^寺日签字日期;)心]年^月令日学位论文的主要创新点一、揭示了曝气膜表面形态结构及膜孔形式对减缓生物膜堵塞膜孔的作用机制。二、探明了MAB民内微流场对生物膜微生物群落结构形成的作用机制。摘要MAB反是一种具有广泛应用前景的利用透气膜进行曝气的新型有机废水处理工艺,它有效的将生物膜和膜分离技术相结合,凭借能耗低、效率高、占地少、污泥少等优点,逐渐成为污水处理的新工艺。曝气膜材料特性及MAB民反应器内流场特征对MAB民的运行效能有重要的影响。首先,本文通过对PVDF和PP中空纤维膜材料的表面形态、生物相容性、脱氮除碳及膜污染等进行研究,比较材料特性对生物膜及MAB民运行的影响,提供选择适合MABR膜材料的原则和依据,^^J>提高MABR运行效率。研究表明:PVDF纤维膜材料相比于PP纤维膜材料具有较强的生物附着性,在挂膜启动过程中能够更快的附着微生物膜,加快系统的启动速度。通过观察两种膜表面生物污染情况,PVDF膜纤维表面呈鱼鱗状结构,有效保护了膜孔不被微生物完全堵塞。PP纤维膜表面较为平滑,导致了较为严重的膜污染和较低的氧传递速率。水质的处理效果中,选用PVDF纤维膜的MAB民膜组件COD和TN的去除率分别为94.2%和77.6%,均高于PP纤维膜组件(%.3%和61.4%)。实验运行末期,曝气膜孔被严重污染,生物膜内溶解氧的分布差异致使Rpvdp体系内具有同步硝化反硝化和短程硝化反硝化共存的脱氮过程,而民PP体系内的脱氮过程趋向于^^^短程硝化反硝化过程为主导。其次,本文在课题组前期对MAB民反应器内流场模巧优化基础上,对流场区域进行划分,研究了组件中不同流场对局部纤维上微生物种群特性及生物膜的影响。微流场对生物膜密度、厚度及种群分布都有显著的影响且各个阶段的影响各不相同,初期由于生物膜尚未成熟,尤其是进出曰区域受剪切力及溶解氧影响较大,氨氧化菌(AOB)及亚硝酸盐氧化菌(NOB)分布不均匀,随着反应的进行,反应器各个区域的种群分布较为均匀,但由于膜污染较为严重,氧传递速率较之前下降较快。当反应器稳定运行后,生物膜分层较为明显,AOB逐渐成为优势种群,反应器向有利于短程硝化反硝化的方向进行。本研究通过对两种纤维曝气膜材料MAB民性能的分析比较,认为PVDF曝气纤维更适于做膜曝气生物膜反应器的曝气膜;初步探明了MAB民内微流场对生物膜传氧速率和生物膜微生物群落结构形成的作用机制。关键词:MABR;曝气膜材料;微流场;生物膜特性;微生物群落结构AbstractMembraneaeratedbiofilmreactor(MAB民)isanewwastewatertreatment1;echnologycombinatedthemembrane1:echnologyandbiological化eatmenttechnology.Based0打theme1;hodofnumericalsimulation,titleinternalhydrodynamiccharacteristic

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