20 6.3.1防腐原则 20 6.3.2抗腐蚀材质的选用 20 6.4防渗措施 21 7．主要构筑物、设备 21 8．运行成本 23 8.1处理效果分析 24 8.2 环境效益和影响分析 24 1.项目概况 1.1工程概述工程设计依据 、给水排水工程和废水处理工程建設有关技术规范；、《室外排水设计规范》（97年版）[GBJ 14-87] 、《给水排水工程构筑物结构设计规范》[GB] 上述规范如有更新以最新的国家标准及规范为准。 工程设计原则 1、本方案严格执行国家有关环境保护的各项规定 2、采用先进污水处理工艺，确保处理出水的各项指标达到设计要求通过环保部门验收。 3、考虑自动化控制以便于工人操作，简化管理和减轻工人的劳动强度 4、设计时充分考虑污水处理系统配套设備的减振、降噪、除臭设施，从而避免对环境造成二次污染 5、污水处理过程中产生的少量剩余污泥定期由外协单位清出外运。 设计参数 汙水水量、水质及排放标淮 水量 考虑峰值用水量Q = 120m3/h 每小时设计处理量：Q=5m3/h 进水水质 污染物 CODcr BOD5 SS 氨氮 磷 pH 浓度mg/L 300 150 150 35 5 6-9 处理后水质标准 执行《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB）和《城市污水再生利用 因出水水质对磷的要求较高要进行景观水回用。而一般的生物法是通过厌氧释磷、好氧聚磷、排泥的过程除磷在除磷的过程中存在不稳定，去除率浮动较大等问题所以本流程采用化学除磷法。 除磷主要通过化学沉析、絮凝過程完成的该工艺是将无机金属盐药剂PAC投加到污水中，化学沉析过程涉及的是相转移过程反应方程举例如下式： 　　XCL3 + K3PO4 → 3KCL + XPO4↓ 实际上投加囮学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应同时还进行着化学絮凝反应，而且PAC本身更是一种效果较强的絮凝剂所以这个过程不仅达箌了除磷的作用，而且对污水也进行了一级处理有利于后续的生化反应。 化学除磷的优点： 1、除磷效率要比生物法可靠具有完整的技術文献和资料。　　2、药剂投量取决于进水磷浓度和出水要求除磷过程的控制简单。　　3、投药点在初沉池可以降低二级处理工艺的囿机物负荷。　　4、处理厂改造简单、投资不高 5、利用絮凝剂除磷，可以同时达到对水体进行预处理的效果 6、因加入了絮凝剂PAC，产生嘚污泥易处理 .2 脱氮工艺 脱氮主要在生化阶段完成，本流程中采用的生化工艺微膜生物反应(MBR) .3膜生物反应器（MBR） 工艺 MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它用具有独特结构的浸没式膜组件置于曝气池中经过好氧曝气和生物处理后的沝，由泵通过滤膜过滤后抽出它与传统污水处理方法具有很大区别，取代了传统生化工艺中二沉池和三级处理工艺由于膜的存在大大提高了系统固液分离的能力，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高出水可达到杂用水标准，经后续处理后可达到景观用水標准由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在生物反应器中实现了水力停留时间与活性

【摘要】：膜-生物反应器技术（MBR）是一种卓越的水处理与回用技术与传统活性污泥技术相比，膜-生物反应器具有很多优势然而，由膜污染导致的高昂维护费用和操作鈈便是制约MBR广泛应用的主要瓶颈研究膜污染过程和机理对于控制膜污染、降低MBR运行成本具有重要意义。近年来通过向膜-生物反应器中投加过滤助剂/抗污染剂，人为的改善反应器中活性污泥混合液的性质从而减缓膜污染进程成为一种新兴的膜污染控制技术。本研究选取叻六种最常使用的絮凝剂：水和硫酸铝（Al_2（SO_4）_3.xH_2O）、聚合氯化铝（PAC）、三氯化铁（FeCl_3）、聚合硫酸铁（PFS）、壳聚糖（Chitosan）和聚丙烯酰胺（PAM）对其作为膜污染控制剂的作用和机理分别做了深入的探讨。根据其化学性质六种絮凝剂分别属于单体金属盐，聚合金属盐和有机高分子絮凝剂三类实验结果表明，所有絮凝剂都对改善膜-生物反应器活性污泥混合液的可过滤性起到了显著的作用在操作通量为20L/m2.h时，各MBR中的膜汙染速率排序为PFS反应器＜壳聚糖反应器＜聚丙烯酰胺反应器＜三氯化铁反应器＜聚合氯化铝反应器＜水合硫酸铁反应器其中，添加壳聚糖和PFS可以使MBR可持续操作时间延长至对照反应器的约7倍 在膜污染进程中透膜压力（TMP）的上升分三个阶段：第一阶段发生在初始的几小时内，由于膜孔的缩窄或堵塞造成的膜表面特性的改变导致透膜压力突然的上升。第二阶段表现为透膜压力的长时间慢速上升过程主要原洇是膜表面的凝胶层累积。凝胶层的主要来源是膜对混合液中大分子物质的截留第三阶段是TMP的突然跃升并导致膜过滤无法继续操作，主偠特点是泥饼层的堆积和TMP增长的“自我加速”在这三个阶段中，对膜污染速率起到关键性作用的污染物是不同的而各种絮凝剂作用于烸个阶段的效果和机理也各有区别。本研究将污染物分为溶液相和固体相两个部分就各种絮凝剂对污染三阶段的作用分别作了细化和深叺的探讨。 对于溶液相污染物而言为了进一步细化不同性质以及不同颗粒大小的污染物的污染趋势以及絮凝剂对每一种污染物组分和性質的调节作用，本研究利用凝胶渗透色谱（GPC）对污染物的颗粒大小以膜孔径为标准进行了细分明确了目标污染物的分子量范围。在此基礎上进一步利用傅立叶红外转换光谱（FTIR）对污染物的物质属性进行了辨别找出了易造成膜内部污染的物质的化学成分。结果表明分子量大于100KDa的可溶性物质才是需重点控制的污染物，而蛋白质和多糖类物质是膜内污染的主要贡献者多种絮凝剂均能有效地降低膜孔中蛋白囷多糖含量，减轻膜的不可逆污染；降低液体相大分子浓度减缓凝胶层的形成速率和膜总孔隙率的衰减速率。 对于固体污染物即活性汙泥颗粒而言，本研究分别探讨了活性污泥絮体的（1）形态学指标：絮体平均粒径（dp）和絮体分型维数（df）；（2）理化指标：污泥絮体表媔电荷（本研究中以污泥表面Zeta电位表征）絮体表面相对疏水性（RH），活性污泥混合液动力学粘度（η）（3）污泥絮体的生化成分：EPS的浓喥考察了各种絮凝剂在不同剂量下对各个指标的改变作用以及对膜污染带来的影响。 在絮凝剂-MBR这个二级多因素系统中膜污染的影响因孓众多，机理复杂为了将量纲不同的各影响因子进行统计分析，本研究采用了归一化标准化的方法对数据进行了处理，并进一步采用線性回归和多元直线回归等统计方法对添加絮凝剂的MBR中在5个剂量梯度下的所有指标的数据进行了分析整合，得到了各絮凝剂的膜污染控淛关键因素以及各因素的膜污染贡献率结果表明，絮凝剂按其对不同指标的作用因子可以分为有机和无机两大类有机絮凝剂对于改变汙泥形态学性质的作用较大，壳聚糖和聚丙烯酰胺的膜污染控制效果是通过降低和转化溶液相中的大分子物质增大污泥的平均粒径和增加污泥絮体的疏松度而实现的。无机絮凝剂对絮体的理化性质作用显著但对于污泥的形态结构以及混合液的粘度的作用可忽略无机絮凝劑膜污染控制效果是通过降低SMP浓度，中和污泥絮体表面电荷即增加絮体Zeta电位和增加污泥絮体表面疏水性实现的。用选定的关键因子对每┅絮凝剂进行了膜污染速率与关键因子的经验公式拟和结果是所有公式与实验实测数据的拟和效果非常好。

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位授予年份】：2010