生物粉末活性炭超滤组合工艺系统运行及优化研究

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1、硕士学位论文（专业学位）生物粉末活性炭-超滤组合工艺系统运行及优化研究（水体污染控制与治理科技重大专项资助项目编号：2008ZX07425-007）姓名：蔡磊学号：1131512所在院系：环境科学与工程学院职业类型：全日制工程硕士专业领域：环境工程指导教师：邓慧萍教授二〇一四年三月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringOperationandOptimizationofBiologicalPowderedActiva

2、tedCarbon-UltrafiltrationSystem(NationalKeyScientificandTechnologyProjectofWaterContaminatedControlandTreatment,GrantNo.2008ZX07425-007)Candidate:CaiLeiStudentNumber:1131512School/Department:CollegeofEnvironmentalScienceandEngineeringDiscipline:MasterofEngineeringMajor:EnvironmentalEngineeringSuper

3、visor:Prof.HuipingDengMarch,2014万方数据生物粉末活性炭

4、超滤组合工艺系统运行及优化研究蔡磊同济大学万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：年月日万方

5、数据同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日万方数据同济大学硕士学位论文摘要摘要本研究以上虞市上源闸水厂生物粉末活性炭-超滤（BPAC-UF）工艺示范工程为基础，针对工程运行中出现的膜污染问题，以中试及小试为研究手段，主要就三个方面进行课题研究：示范工程相似工况下污染物去除情况及膜

6、污染情况模拟；膜污染影响因素及膜污染物初步分析；研究系统运行中的优化改进的措施。用中试对示范工程膜池运行现状进行模拟，分析连续曝气和仅反冲洗时曝气两种工况下污染物去除、污泥性质、膜压差的变化规律。稳定后两者对氨氮、有机物去除率差距不大，氨氮大于80%，CODMn在25%左右。连续曝气时膜对蛋白质、SMP类物质去除效果优于腐殖酸、富里酸类物质。由于生物污泥成熟和进水浊度累积，污泥比重提高并沉积于膜池底部，膜池内MLSS最后稳定在0.22~0.29g/L的范围，且污泥中活性炭含量显著减少，非挥发性组分含量提高。仅反冲曝气工况膜污染速率远高于连续曝气工况。排空上清液对于缓解膜污染效果不明显。膜污染

7、影响因素中，膜通量与膜污染速率关系紧密，膜长期运行通量不宜高2于17L/(h·m)。膜池进水水质参数中，提高进水氨氮浓度时能增强膜池内微生物的活性，加快膜污染速率，与膜污染速率关系最大。膜池上清液中含有的细小颗粒、胶体、大分子有机物对膜通量衰减影响较大。膜的内部污染受污泥性质差异影响，活性炭的存在能明显减小内部污染。对中试膜污染物进行EPS测定和三维荧光分析，发现其中含有大量蛋白质、多糖、腐殖酸、富里酸等物质，膜池底泥中累积了大量的腐殖酸。膜酸洗、碱洗都能溶解出大量腐殖酸、富里酸类污染物，酸洗还能洗脱膜表面的污泥层。中试膜表面污染物中除含大量有机物外，还有不少铝系水解产物残留以及铁锰化合物等

8、。系统优化中主要研究膜材质更换和提高污泥沉降性两方面。PVC膜与PVDF膜对比中，PVDF膜表面对污泥的亲和力弱于PVC膜，相同条件下PVC膜通量衰减速率较快。不同水质条件下，PVC膜的临界通量都低于PVDF膜。沉降性研究方面，通过分段式小试模拟，发现新的粉末炭在过渡区出水浊度与停留时间有关，粉末炭中的<1μm颗粒沉降性较差，停留时间超过1.5h后，出水浊度变化较小，SS含量在18~25mg/L左右。随着生物