城市污水高效厌氧处理技术研究

【摘要】：由于厌氧生物处理技术具有工艺稳定、节能、运行简单等优点,近年来在高浓度有机废水的处理中得到了飞速发展。但由于传统的厌氧反应器对于低浓度废水处理时,传质效率低,微生物活性得不到充分发挥等缺点,在国内几乎没有成型的厌氧反应器用于城市污水处理的工程实例。高效厌氧反应器的研究是解决城市污水厌氧处理技术的关键。 本研究提出了穿孔旋流异波折板高效厌氧反应器的形式。通过科学的反应器结构设计,改变了反应器中的水力特征,改善了反应器中微生物与基质之间的传质条件,加快了反应速率。并通过回流,实现了系统内良好的水力条件,有效地避免了有机酸积累;从而保证高传质速率下的高净化效能。 本研究还提出了多段两相厌氧城市污水处理工艺。通过调节反应器内不同段的pH值,实现系统内相分离,创造良好的生化反应条件,进而实现有机污染物去除的高效性。 试验结果表明,该异波折板厌氧反应器采用单相运行方式时,水力停留时间4小时时,溶解性COD的去除率可达35.5%;将部分出水回流至反应器起端时,最佳回流比为100%,溶解性COD的去除率可达37.5%。采用两相厌氧运行方式时,通过动力学控制法进行相分离,水力停留时间为4小时时,最佳回流比为100%时, COD平均去除率为42.6%;通过采用物理化学法进行相分离,水力停留时间4小时时,COD平均去除率为44.6%,水力停留时间10小时时,COD平均去除率达75%。采用多段两相厌氧运行方式时,水力停留时间为10小时时,COD去除率达93%左右。 利用该系统处理城市污水,对COD的去除很有效,当水力停留时间大于8小时时,COD的去除率达可90%以上。出水COD可达到排放标准。虽然该试验系统对总氮的去除率不高,出水达不到排放标准,还需进一步进行好氧处理。但该工艺可使后续好氧构筑物规模减小70%左右,在保证出水水质的前提下,工程总投资约减小30%到40%左右,而且在日常运行中可以节省动耗50%左右,运行费用降低40%左右,具有很高的经济效益。 本研究的创新之处在于,首次采用新型厌氧反应器对城市污水的处理进行研究,并提出了多段两相厌氧运行工艺。使厌氧反应器处理城市污水的效率大大提高。 【关键词】：城市污水 多段两相厌氧 反应器结构优化 传质 回流 相分离
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 1 引言10-21
• 1.1 城市污水厌氧处理的发展背景10-12
• 1.1.1 我国水资源现状10-11
• 1.1.2 我国污水处理技术现状11-12
• 1.2 城市污水厌氧处理研究现状及存在问题12-18
• 1.2.1 城市污水厌氧处理研究现状12-16
• 1.2.2 城市污水厌氧处理需要解决的问题16-18
• 1.3 本研究的目的、思路与内容18-21
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 研究思路18-19
• 1.3.3 研究的主要内容19-21
• 2 高效厌氧反应器的效能试验研究21-41
• 2.1 试验反应器的设计21-26
• 2.1.1 试验的目的和意义21
• 2.1.2 反应器设计思路21-24
• 2.1.3 反应器运行条件的确定24-26
• 2.2 反应器效能分析26-34
• 2.2.1 试验测定参数26-27
• 2.2.2 试验条件27-28
• 2.2.3 试验结果与分析28-34
• 2.3 小结34
• 2.4 厌氧反应器高效性理论分析34-41
• 2.4.1 厌氧工艺传质-反应过程分析与讨论34-38
• 2.4.2 厌氧消化过程中的生化反应动力学38-41
• 3 多段两相厌氧工艺的试验研究41-66
• 3.1 两相厌氧运行方式的试验研究41-54
• 3.1.1 两相厌氧运行方式的探讨41-47
• 3.1.2 两相厌氧运行方式的调控47-54
• 3.2 多段两相厌氧工艺的试验研究54-64
• 3.2.1 多段两相厌氧工艺的调控54-59
• 3.2.2 多段两相厌氧工艺的效能试验59-64
• 3.3 小结64-66
• 4 高效厌氧反应器处理城市污水试验研究66-88
• 4.1 试验条件66-70
• 4.1.1 试验用水66
• 4.1.2 接种污泥66-69
• 4.1.3 反应器运行方式的调节69-70
• 4.2 试验结果与分析70-86
• 4.2.1 两推流反应器试验结果对比70-71
• 4.2.2 反应器内溶解氧状况71-72
• 4.2.3 反应器内微生物分布情况72-73
• 4.2.4 反应器内PH 值变化73-74
• 4.2.5 挥发酸含量VFA 随HRT 的变化74-75
• 4.2.6 COD 去除率随水力停留时间HRT 的变化75-77
• 4.2.7 BOD_S 去除率随HRT 的变化77
• 4.2.8 不同回流比与COD 去除率的关系77-78
• 4.2.9 回流比与BOD_S 去除率的关系78-79
• 4.2.10 各段出水的有机酸各组分含量79-80
• 4.2.11 不同HRT 时各段出水氨氮、总氮80-82
• 4.2.12 不同HRT 时出水碳酸氢盐碱度值82-83
• 4.2.13 不同回流比时出水碳酸氢盐碱度值83
• 4.2.14 沿程各格比脱氢酶活性83-85
• 4.2.15 温度对处理效果的影响85-86
• 4.3 经济效益分析86
• 4.4 小结86-88
• 5 结论88-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-99
• 附录99-100

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