文档介绍：博士学位论文
分散式生活污水多级生物膜处理工艺及
菌群特性研究
MULTI-STAGE BIOFILM PROCESS AND
MUNITY CHARACTERISTICS
FOR DECENTRALIZED DOMESTIC SEWAGE
TREATMENT
刘智晓
2009 年 9 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学博士学位论文
分散式生活污水多级生物膜处理工艺及
菌群特性研究
博士研究生:刘智晓
导师:崔福义教授
申请学位:工学博士
学科:市政工程
所在单位:市政环境工程学院
答辩日期:2009 年 9 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
MULTI-STAGE BIOFILM PROCESS AND
MUNITY CHARACTERISTICS
FOR DECENTRALIZED DOMESTIC SEWAGE
TREATMENT
Candidate: Liu Zhixiao
Supervisor: Prof. Cui Fuyi
Academic Degree Applied for: Doctoral of Engineering
Specialty: Municipal Engineering
Affiliation: School of Munici. & Envir. Eng.
Date of Oral Examination: Sept., 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
集中式城镇污水处理系统在改善水环境质量方面一直起着主导性作用,但
集中式城镇污水处理系统存在投资及运行成本高昂等缺欠。近些年,中国在大
规模进行集中式城镇污水系统建设,但中国水环境并没有因此而得到明显改
善,水环境污染及水问题层出不穷,可见,中国的水环境问题并不是仅靠集中
式城镇污水系统所能解决的。
在今天的中国,分散式生活污水处理及小规模生活污水处理技术逐渐受到
人们关注,目前适于小规模生活污水处理的高效低耗污水处理工艺及技术亟待
开发,本研究正是基于此背景,开发了基于“反粒度生物膜过滤”理念为基础,
以轻质悬浮填料为主要生物载体的多级生物膜过滤反应器(Multi-stage Bio-
film Reactors,下简称 MSBFR),提出了“预氧生物粗滤”概念及技术路线,并开
发了高效低耗的生活污水处理多级生物膜处理工艺。在此基础上,采用
MSBFR 进行了处理实际生活污水的连续流试验,开展了系统试验研究。研究
内容涉及 MSBFR 工艺流态特性,运行稳定性、处理效能及影响因子,工艺运
行模式及工艺调整对强化处理效能的影响,并利用现代分子生物学技术 PCR-
DGGE 与 FISH 联用技术从分子生物学层面对多级生物膜工艺菌群结构进行了
微观解析,系统探讨了 MSBFR 运行效能与菌群结构演替之间的关联特性。
首先研究了 MSBFR 的水力学混合特性,研究表明,MSBFR 沿程各级反
应器流态总体呈推流式反应器特性。在此基础上,进行了 MSBFR 处理生活污
水运行特性研究,研究显示,在进水水质波动较大的情况下,预氧生物粗滤技
+
术可以有效削减进水 SS 及 COD,组合工艺对 COD、BOD5、NH4 -N、SS 具
有高效而又稳定的去除能力,MSBFR 具有较强的抗冲击特性。
系统研究了工艺条件及环境因子的变化对 MSBFR 处理效能的影响规律:
研究了水温、进水浓度、容积负荷、水力负荷、气水比等因子对 COD、SS、
+ +
NH4 -N 去除性能的影响。研究表明,水温、水力负荷、进水 NH4 -N 浓度及
其容积负荷、COD 容积负荷对 MSBFR 硝化性能具有显著性影响,当滤速低
+
于 m/h 时,出水 NH4 -N 接近于完全硝化;当系统进水负荷低于
+ 3
NH4 -N/(m ⋅d),系统总出水氨氮能稳定低于 2mg/