論文開(kāi)題：堿度對(duì)膜生物反應(yīng)器處理海水養(yǎng)殖廢水的脫氮效果研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
學(xué)院：化工學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：　09環(huán)境工程　

課題名稱 堿度對(duì)膜生物反應(yīng)器處理海水養(yǎng)殖廢水的脫氮效果研究

1、本課題的研究目的和意義：
近年來(lái)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛發(fā)展[1]。水產(chǎn)養(yǎng)殖中，投放的餌料大部分通過(guò)鰓的擴(kuò)散、離子交換及代謝產(chǎn)物或殘餌的形式排入水中，這些大量存在的含氮廢物會(huì)導(dǎo)致水中氮污染物的過(guò)度積累[2]。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水具有潛在污染物的含量低和水量大的特點(diǎn)[3]，主要的污染物為氮、磷、懸浮顆粒、有機(jī)物等[4]。這些污染物會(huì)使自然水體的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，自凈能力降低，水域環(huán)境惡化，反過(guò)來(lái)又制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[5-7]。同陸源污水相比, 目前海水養(yǎng)殖廢水有以下特點(diǎn):
(1) 污染源復(fù)雜
在海水養(yǎng)殖的過(guò)程中, 為滿足高密度飼養(yǎng)的生長(zhǎng)需要, 因此添加大量人工餌料, 但此過(guò)程中投放的餌料不能全部被有效利用, 輸人水體的總N、總P 和顆粒物分別有24 %、84 % 和93 % 沉積在底泥里[8,9] 在一定條件下沉積在底泥中的物質(zhì)又會(huì)釋放出來(lái)。此外, 養(yǎng)殖生物自身代謝產(chǎn)物, 過(guò)量使用殘留的藥物以及底泥和病原菌污染使得水體污染狀況雜，呈現(xiàn)外源與內(nèi)源結(jié)合的特殊污染情況。
(2) 氨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮的毒理性明顯
水中氨態(tài)氮(NH3 、NH4
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人工濕地系統(tǒng)、魚(yú)塘水生生態(tài)系統(tǒng) 利用自然生態(tài)系統(tǒng), 通過(guò)過(guò)濾、離子交換、微生物分解等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化 成本低、維護(hù)少、用途廣 硝化作用條件較差, 填料易堵塞, 濕地占地面積大、基質(zhì)的吸附易飽和

目前采用任意一種單一的方法處理海水養(yǎng)殖廢水, 都難以忽略其固有的缺點(diǎn), 如污泥產(chǎn)量大, 污泥處置比較困難, 反應(yīng)系統(tǒng)啟動(dòng)緩慢, 且出水水質(zhì)易波動(dòng)等, 但幾種方法的簡(jiǎn)單結(jié)合未必能達(dá)到好的處理效果, 需要的是對(duì)廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的進(jìn)一步的研究與優(yōu)化, 對(duì)多種廢水處理技術(shù)的綜合應(yīng)用開(kāi)展相關(guān)的研究。
2.2 M B R 處理廢水的優(yōu)點(diǎn)
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor)將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合，利用膜組件代替二次沉淀池，兼有生物法和膜法的特點(diǎn)。膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)主要有：(1)對(duì)污染物的去除率高，抵抗污泥膨脹能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定；(2)膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡(Sludge Retention Time, SRT)和水力停留時(shí)間(Hydraulic Retention Time, HRT)的徹底分離，有利于生物硝化過(guò)程；(3)膜的高效截留作用使得生物反應(yīng)器內(nèi)可保持較高的污泥濃度，從而能提高體積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，減少反應(yīng)器體積和占地面積；(4)由于膜的截留作用可以延長(zhǎng)SRT，使得污泥產(chǎn)量顯著減少，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處置費(fèi)用低，同時(shí)可以營(yíng)造有利于增殖緩慢的微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，從而提高系統(tǒng)對(duì)難降解污染物質(zhì)的處理效率；(5)膜生物反應(yīng)器內(nèi)污泥絮體平均尺寸較小，可以提高污泥的傳質(zhì)效率；(6)膜生物反應(yīng)器易于一體化和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。膜生物反應(yīng)器的以上特點(diǎn)對(duì)于成分日趨復(fù)雜的工業(yè)廢水，如高鹽廢水、海水養(yǎng)殖廢水等有較好的適應(yīng)性。
2.3 MBR處理海水養(yǎng)殖廢水現(xiàn)狀
Sharrer[10]等使用MBR 對(duì)不同鹽度下的循環(huán)養(yǎng)殖廢水系統(tǒng)產(chǎn)生的污水(RAS)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)MBR 能夠取得較好的污染物去除效果，氮的去除可達(dá)91.8%-95.5 %，對(duì)總磷的去除可達(dá)65.2 %以上。李津等人[11]采用MBR 工藝對(duì)含50 %海水的污水進(jìn)行了去除試驗(yàn)研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)COD 的去除率和氨氮的去除率可同時(shí)達(dá)到90%以上。在高鹽環(huán)境條件下，細(xì)菌產(chǎn)生的大量胞外聚合物(E*tracellular polymeric substances EPS)是造成該條件下MBR 反應(yīng)器膜污染的主要原因。于德爽等[12]亦采用MBR 工藝處理含有不同海水比例的污水，當(dāng)海水在污水中比例為30 %、50 %和70 %時(shí)，MBR 對(duì)COD 的去除率分別可達(dá)到93 %、87 %和85 %；而當(dāng)海水所占比例為40 %、60 %和70 %時(shí)，MBR 對(duì)氨態(tài)氮的去除率可達(dá)到95 %、91 %和85 %，研究還發(fā)現(xiàn)隨著鹽度的升高，污泥沉降性能變好。Visvanathan 等[13]分別使用反硝化-硝化(denitrification-aeration system DAS)和硝化-反硝化(aeration-denitrification system ADS)MBR 對(duì)模擬海水養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)DAS 可以達(dá)到91.4 %的總氮去除效率，反硝化速率363.7 mg/(L•d)，優(yōu)于ADS，同時(shí)DAS 的膜污染程度相對(duì)ADS 緩和的多，研究為DAS 處理海水養(yǎng)殖廢水的研究提供了參考。Pulefou 等[14]使用浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器(SMBR)處理含NO3--N 為74 mg/L 的海水養(yǎng)殖廢水，投加糖類調(diào)節(jié)廢水的C:N分別為2:1和4:1，結(jié)果表明增加C:N，生物膜厚度增大，同時(shí)提高NO3-_N 的去除率，從64%增至78%。
2.4堿度對(duì)MBR脫氮效果影響的研究
氨氮是生活污水中主要的污染物之一，在各種降解方法中生物除氮是最為經(jīng)濟(jì)和有效的方法，它包括了好氧的硝化反應(yīng)及厭氧的反硝化反應(yīng)。膜生物反應(yīng)器(MBR)同步硝化反硝化是近年來(lái)興起的一種脫氮方法，利用MBR的截留作用使世代周期長(zhǎng)的硝化細(xì)菌被有效富集在反應(yīng)器內(nèi)，大大提高硝化速率，保證對(duì)NH4+-N良好的去除效果。C／N、曝氣量、pH和堿度都會(huì)影響SND的除氮效果[15-20] ，其中堿度(以CaCO 記)與硝化／反硝化存在一種線性關(guān)系 (在硝化過(guò)程中每生成1 mg／L NO3--N要消耗7．14 mg／L堿度，而在反硝化過(guò)程中反應(yīng)1 mg／L NO3-_N要生成3．57 mg／L堿度)，可以作為SND脫氮效果的指示因子加以運(yùn)用。
蔡靖等[21]采用UASB反應(yīng)器研究了pH和堿度對(duì)同步厭氧生物脫氮除硫工藝 ……（未完，全文共9064字，當(dāng)前僅顯示2475字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題：堿度對(duì)膜生物反應(yīng)器處理海水養(yǎng)殖廢水的脫氮效果研究》）