厌氧膜生物反应器—人工湿地处理生活污水的试验研究

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1、厌氧膜生物反应器-人工湿地处理生活污水的试验研究(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：环境学院工程领域：环境工程申请人：荆延龙指导教师：陈吕军教授联合指导教师：李荧荧高工二○一七年六月AnExperimentalResearchonTreatmentofDomesticWastewaterbyAnaerobicMembraneBioreactorwithConstructedWetlandThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequi

2、rementfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringbyJingYanlong(EnvironmentalEngineering)ThesisSupervisor:ChenLyujunAssociateSupervisor:LiYingJune,2017摘要摘要我国农村分散型生活污水的肆意排放已开始破坏农村的生态环境，现有分散型生活污水处理处置技术的投资、运行成本超出了广大农村地区的经济承受能力。本研究立足于分散型生活污水的处理处置，于实验室内搭建厌氧膜生物反应器，以校园实际

3、生活污水为处理对象，研究其低负荷、低成本、长效运行的优势，利用人工湿地作为后续处理工艺，最终实现分散型生活污水的就地处理与回用，为我国广大农村生活污水的处理处置提供思路借鉴与技术支持。总有效容积为9.5L的外置浸没式AnMBR，处理校园实际生活污水，室温下（18~37℃）连续运行时最优运行HRT为12h，膜通量为3.6L/(m2·h)，TCOD去除率为90.6±2.4%，出水TCOD值稳定在50mg/L以下达117d之久。厌氧条件下NH3-N几乎得不到去除，反应器出水中TN浓度均值比进水低5mg/L；AnMBR自启动运行45

4、d后，出水TP浓度显著低于进水，并一直维持一定的TP去除率。AnMBR稳定运行期间MLSS与MLVSS浓度稳定在8.7、5.8g/L，自适应调整期间二者的浓度值分别在5.0~7.5、3.6~5.5g/L之间变化，MLVSS与MLSS的比值由0.67上升至0.73，厌氧微生物一直维持较高的生物活性。有效容积为72L的上行垂直流人工湿地用于净化AnMBR出水中的氮磷污染物，沸石、页岩作基质填料，室温下（13~16℃）优化运行HRT为10d，COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为77.6%、37.7%、36.8%、57.

5、1%，湿地系统运行90d后，基质对氮磷的吸附能力渐趋饱和。覆盖土壤层，COD的去除没有明显变化，NH3-N、TN的去除率分别为49.6%、34.4%；TP的去除效果最好，在长达70d的时间内低于检出限，去除率达到100%，后期降至69.2%，土壤的净化效果显著。栽种黄菖蒲作为湿生植物，长势良好，具有一定景观性。膜污染受进水水质和运行HRT、VLR、外界温度变化的综合影响。调整AnMBR运行HRT为24h，间歇运行（蠕动进出水泵同一时间周期内保持8min开，2min关）下，跨膜压差TMP自0.3kpa历经108d增加至19.6

6、kpa，实现了厌氧条件下膜的长效运行。依据本文研究结果与相关标准规范，设计处理规模为100t/d的一体式AnMBR产品及处理工艺，分析发现AnMBR处理农村生活污水，每年可减排14.6tCOD，并提供12.2t氮肥与1.2t磷肥，经济效益显著。关键词：厌氧膜生物反应器；实际生活污水；长效运行；垂直流人工湿地IAbstractAbstractTheindiscriminatedischargeoftheruraldecentralizeddomesticwastewaterinourcountryhasbeguntodestr

7、oytheecologicalenvironmentalinruralareas.Thecostoftheexistingtechnologiesfortreatinganddisposingdecentralizeddomesticwastewaterisbeyondtheeconomiccapacityofvastruralareas.Thisstudyisbasedonthetreatmentofdecentralizeddomesticwastewater.Tobuildalaboratoryscaleanaerob

8、icmembranebioreactor(AnMBR)andtreattheactualcampusdomesticsewageastheexperimentalobject.Wecanplaylow-load,low-cost,long-termeffectiveoperationadv