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1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 MBR技术原理 1

1.3 MBR的发展概况 2

1.3.1 MBR在国外的发展概况 2

1.3.2 MBR在国内的发展概况 4

1.4 MBR的分类 5

1.4.1 按反应器的构造方式分类 5

1.4.2 按膜组件性质分类 8

1.4.3 按生物降解类型分类 8

1.5 MBR的优点 8

1.5.1 污染物去除特性 8

1.5.2 抗冲击负荷特性 9

1.5.3 操作运行特点 9

1.6 MBR的缺陷——膜污染 10

1.6.1 膜污染的定义 10

1.6.2 膜污染的成因 11

1.6.3 膜污染的控制措施 13

1.6.4 膜污染后的清洗 14

1.7 MBR的应用现状 15

1.7.1 日本 15

1.7.2 欧洲 15

1.7.3 北美 16

1.7.4 主要生产厂家 17

1.8 MBR的研究进展 19

1.8.1 研究者的地理分布 20

1.8.2 期刊论文的数量 20

1.8.3 主要研究内容 20

1.8.4 使用最多的工艺类型 21

1.8.5 最新研究热点 21

1.9 课题来源、研究目的及主要研究内容 22

1.9.1 课题来源 22

1.9.2 研究目的及意义 22

1.9.3 主要研究内容 23

2 试验材料与方法 25

2.1 原水水质 25

2.2 试验装置 26

2.2.1 试验装置 26

2.2.2 膜组件 26

2.2.3 生物填料 28

2.3 CMBR和HMBR的工艺参数 28

2.4 试验方法 29

2.5 检测项目及方法 29

2.5.1 水质参数 29

2.5.2 EPS的提取与检测 30

2.5.3 活性污泥絮体的絮凝及沉淀性能 31

2.5.4 污泥絮体形态 31

2.5.5 微生物种类 31

2.5.6 滤饼层比阻 31

2.5.7 活性污泥粒径分布 32

2.5.8 膜表面污染情况 32

2.5.9 微生物群落结构 32

2.5.10 各种膜阻力 32

3 HMBR的污染物去除特性 34

3.1 试验条件 34

3.1.1 原水水质 34

3.1.2 工艺参数 34

3.2 污染物去除特性 35

3.2.1 生物量的变化 35

3.2.2 有机物的去除 35

3.2.3 NH3—N的去除 39

3.2.4 TN的去除 39

3.2.5 TP的去除 40

3.2.6 浊度的去除 42

3.2.7 色度的去除 42

3.3 TMP的变化趋势 43

3.4 微生物特性 44

3.4.1 生物多样性 44

3.4.2 细菌 44

3.4.3 原生动物 45

3.4.4 后生动物 48

3.5 小结 49

4 EPS分析及HMBR的膜污染控制原理 51

4.1 EPS分析 51

4.1.1 试验材料 52

4.1.2 S-EPS、LB-EPS和TB-EPS的提取 52

4.1.3 S-EPS、LB-EPS和TB-EPS的检测 53

4.1.4 结果与分析 54

4.2 HMBR的脱氮机理 57

4.2.1 原水水质 57

4.2.2 反应器工艺参数 58

4.2.3 CMBR与HMBR中的B-EPS含量及其对活性污泥特性的影响 58

4.2.4 CMBR与HMBR中活性污泥的粒径分布 59

4.2.5 HMBR中的活性污泥絮体结构 59

4.2.6 HMBR的脱氮效果 61

4.2.7 HMBR的脱氮机理 61

4.3 HMBR的膜污染控制原理 65

4.3.1 原水水质 65

4.3.2 反应器工艺参数 65

4.3.3 CMBR与HMBR的EPS分布 65

4.3.4 LB-EPS和TB-EPS对活性污泥絮凝及沉淀性能的影响 66

4.3.5 LB-EPS中各组分与活性污泥絮凝及沉淀性能的关系 67

4.3.6 CMBR与HMBR中活性污泥的絮凝及沉淀性能 70

4.3.7 CMBR与HMBR内污泥颗粒的粒径分布 70

4.3.8 CMBR与HMBR中的滤饼层比阻 70

4.3.9 CMBR与HMBR的膜污染状况 72

4.3.10 CMBR与HMBR中的膜阻力 73

4.3.11 HMBR的膜污染控制原理 73

4.4 小结 91

5 HMBR的滤饼层阻力模型及其应用 92

5.1 微孔膜分离技术的基本原理和特点 92

5.1.1 微滤膜的特点 92

5.1.2 微滤膜的分离机理 94

5.2 几种常见的膜污染动力学模型 96

5.2.1 膜过滤阻力的分类及特点 96

5.2.2 膜通量随时间变化的经典模型 99

5.2.3 层流模型 100

5.3 错流过滤条件下的膜污染过程 101

5.4 HMBR滤饼层阻力模型的建立 102

5.4.1 滤饼层阻力模型的建立 102

5.4.2 模型参数的确定 104

5.5 模型计算 106

5.6 小结 106

6 不同HRT条件下HMBR处理生活污水的效能研究 108

6.1 材料与方法 108

6.1.1 试验装置 108

6.1.2 原水水质 109

6.1.3 试验方法 109

6.1.4 检测项目及方法 109

6.2 结果与讨论 110

6.2.1 HRT对处理效果的影响 110

6.2.2 HRT对活性污泥物理性能的影响 112

6.2.3 TMP的变化情况 112

6.3 结论 113

7 HMBR处理奎河水的效能研究 114

7.1 材料与方法 114

7.1.1 试验装置 114

7.1.2 原水水质 114

7.1.3 试验方法 115

7.1.4 检测项目及方法 115

7.2 结果与讨论 116

7.2.1 对有机物的去除效果 116

7.2.2 对NH3—N的去除效果 117

7.2.3 对TN的去除效果 117

7.2.4 对TP的去除效果 118

7.2.5 对浊度和色度的去除效果 118

7.3 结论 119

8 HMBR的技术经济分析 120

8.1 HMBR的技术可行性分析 120

8.1.1 污水回用标准 120

8.1.2 HMBR出水水质 120

8.1.3 HMBR出水水质等级的判定 121

8.1.4 CMBR和HMBR出水水质的比较 126

8.2 HMBR的经济可行性分析 129

8.2.1 HMBR的工程建设费用 129

8.2.2 HMBR的运行费用 131

8.2.3 HMBR的制水成本 131

8.2.4 HMBR的经济效益 131

8.2.5 HMBR的综合经济分析 132

8.3 小结 132

9 结论与建议 133

9.1 结论 133

9.2 建议 134

参考文献 135