论文开题：碱度对膜生物反应器处理海水养殖废水的脱氮效果研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：化工学院 专业班级：　09环境工程　

课题名称 碱度对膜生物反应器处理海水养殖废水的脱氮效果研究

1、本课题的研究目的和意义：
近年来，我国水产养殖业得到了迅猛发展[1]。水产养殖中，投放的饵料大部分通过鳃的扩散、离子交换及代谢产物或残饵的形式排入水中，这些大量存在的含氮废物会导致水中氮污染物的过度积累[2]。水产养殖废水具有潜在污染物的含量低和水量大的特点[3]，主要的污染物为氮、磷、悬浮颗粒、有机物等[4]。这些污染物会使自然水体的生态系统发生紊乱，自净能力降低，水域环境恶化，反过来又制约水产养殖业的发展[5-7]。同陆源污水相比, 目前海水养殖废水有以下特点:
(1) 污染源复杂
在海水养殖的过程中, 为满足高密度饲养的生长需要, 因此添加大量人工饵料, 但此过程中投放的饵料不能全部被有效利用, 输人水体的总N、总P 和颗粒物分别有24 %、84 % 和93 % 沉积在底泥里[8,9] 在一定条件下沉积在底泥中的物质又会释放出来。此外, 养殖生物自身代谢产物, 过量使用残留的药物以及底泥和病原菌污染使得水体污染状况杂，呈现外源与内源结合的特殊污染情况。
(2) 氨态氮、亚硝态氮的毒理性明显
水中氨态氮(NH3 、NH4
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人工湿地系统、鱼塘水生生态系统 利用自然生态系统, 通过过滤、离子交换、微生物分解等来实现对污水的高效净化 成本低、维护少、用途广 硝化作用条件较差, 填料易堵塞, 湿地占地面积大、基质的吸附易饱和

目前采用任意一种单一的方法处理海水养殖废水, 都难以忽略其固有的缺点, 如污泥产量大, 污泥处置比较困难, 反应系统启动缓慢, 且出水水质易波动等, 但几种方法的简单结合未必能达到好的处理效果, 需要的是对废水处理系统的运行参数的进一步的研究与优化, 对多种废水处理技术的综合应用开展相关的研究。
2.2 M B R 处理废水的优点
膜生物反应器(Membrane Bioreactor)将膜分离技术与传统活性污泥法相结合，利用膜组件代替二次沉淀池，兼有生物法和膜法的特点。膜生物反应器的优点主要有：(1)对污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定；(2)膜生物反应器实现了反应器污泥龄(Sludge Retention Time, SRT)和水力停留时间(Hydraulic Retention Time, HRT)的彻底分离，有利于生物硝化过程；(3)膜的高效截留作用使得生物反应器内可保持较高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，减少反应器体积和占地面积；(4)由于膜的截留作用可以延长SRT，使得污泥产量显著减少，剩余污泥产量低，污泥处置费用低，同时可以营造有利于增殖缓慢的微生物的生长环境，从而提高系统对难降解污染物质的处理效率；(5)膜生物反应器内污泥絮体平均尺寸较小，可以提高污泥的传质效率；(6)膜生物反应器易于一体化和实现自动控制，操作管理方便。膜生物反应器的以上特点对于成分日趋复杂的工业废水，如高盐废水、海水养殖废水等有较好的适应性。
2.3 MBR处理海水养殖废水现状
Sharrer[10]等使用MBR 对不同盐度下的循环养殖废水系统产生的污水(RAS)进行处理，发现MBR 能够取得较好的污染物去除效果，氮的去除可达91.8%-95.5 %，对总磷的去除可达65.2 %以上。李津等人[11]采用MBR 工艺对含50 %海水的污水进行了去除试验研究。研究结果发现COD 的去除率和氨氮的去除率可同时达到90%以上。在高盐环境条件下，细菌产生的大量胞外聚合物(E*tracellular polymeric substances EPS)是造成该条件下MBR 反应器膜污染的主要原因。于德爽等[12]亦采用MBR 工艺处理含有不同海水比例的污水，当海水在污水中比例为30 %、50 %和70 %时，MBR 对COD 的去除率分别可达到93 %、87 %和85 %；而当海水所占比例为40 %、60 %和70 %时，MBR 对氨态氮的去除率可达到95 %、91 %和85 %，研究还发现随着盐度的升高，污泥沉降性能变好。Visvanathan 等[13]分别使用反硝化-硝化(denitrification-aeration system DAS)和硝化-反硝化(aeration-denitrification system ADS)MBR 对模拟海水养殖废水进行处理，发现DAS 可以达到91.4 %的总氮去除效率，反硝化速率363.7 mg/(L•d)，优于ADS，同时DAS 的膜污染程度相对ADS 缓和的多，研究为DAS 处理海水养殖废水的研究提供了参考。Pulefou 等[14]使用浸没式膜生物反应器(SMBR)处理含NO3--N 为74 mg/L 的海水养殖废水，投加糖类调节废水的C:N分别为2:1和4:1，结果表明增加C:N，生物膜厚度增大，同时提高NO3-_N 的去除率，从64%增至78%。
2.4碱度对MBR脱氮效果影响的研究
氨氮是生活污水中主要的污染物之一，在各种降解方法中生物除氮是最为经济和有效的方法，它包括了好氧的硝化反应及厌氧的反硝化反应。膜生物反应器(MBR)同步硝化反硝化是近年来兴起的一种脱氮方法，利用MBR的截留作用使世代周期长的硝化细菌被有效富集在反应器内，大大提高硝化速率，保证对NH4+-N良好的去除效果。C／N、曝气量、pH和碱度都会影响SND的除氮效果[15-20] ，其中碱度(以CaCO 记)与硝化／反硝化存在一种线性关系 (在硝化过程中每生成1 mg／L NO3--N要消耗7．14 mg／L碱度，而在反硝化过程中反应1 mg／L NO3-_N要生成3．57 mg／L碱度)，可以作为SND脱氮效果的指示因子加以运用。
蔡靖等[21]采用UASB反应器研究了pH和碱度对同步厌氧生物脱氮除硫工艺 ……（未完，全文共9064字，当前仅显示2475字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：碱度对膜生物反应器处理海水养殖废水的脱氮效果研究》）