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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