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极地航行船舶的生活污水处理装置效能研究及设计
| 论文题名： | 极地航行船舶的生活污水处理装置效能研究及设计 |
| 关键词： | 生活污水处理;膜生物反应器;除碳脱氮;微生物群落;极地航行船舶 |
| 摘要： | 随着海上贸易的飞速发展，海洋环境受到污染的问题时有发生，国际海事组织对海洋环境越来越重视，制定的排放标准不断提高。由于极地科考船船舱温度较低(15℃左右)，经处理后的污水难以达到排放标准。为满足IMO排放标准，并保持高效的去除效率，采用处理量为100L/d的小试装置好氧-厌氧膜生物反应器(O-AMBR)展开试验研究。 首先对小试装置O-AMBR最佳运行条件进行探究。结果表明，反应器最佳容积负荷为1kg/(m3×d)，较低的容积负荷不利于COD和TN的去除，相对提高容积负荷可提升去除效果;在不同好氧段水力停留时间试验中，好氧段HRT为7h时取得最高的COD和TN平均去除率，分别为92.18％和81.88％;厌氧区含有微量溶解氧对脱氮效果影响不大;利用小波神经网络仿真得出环境因子相对重要性大小，为船用膜生物反应器在处理过程中有效调控提供指导。 保证小试装置O-AMBR在最佳工况下运行，改变反应器的运行温度，考察不同温度下O-AMBR对污染物的去除效能。结果表明，随着温度的降低，系统对COD、TN去除效果逐渐变差。本试验中，21℃是O-AMBR运行的最佳温度，此温度下，污泥的稳定性和致密性较高，污泥沉降性最优。高通量测序结果显示，动胶菌属和硝化螺菌属是系统的主要功能菌，运行温度为21℃时，细菌相对丰度最高，反应器具有最高的去除效率。 从实际应用角度出发，研发了日处理量为2.52m3/d的工程样机O-AMBR，对样机主体设备进行选型，并对样机保温增温系统进行设计计算。利用CFD软件对样机内部流体进行仿真，研究了曝气对于膜组件的影响。通过对MBR液体流线图的分析，发现增加扰动能有效减少膜污染，可以使用膜组件代替沉淀池，达到泥水分离的目的。 |
| 作者： | 王义权 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 张坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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