多孔微生物载体固定床生物反应器处理污水新工艺研究

【摘要】：剩余污泥的处置提高了污水的处理成本,其处理设备占活性污泥法总投 资的30—40%,运行成本约占整个工艺运行成本的24—45%。随着中国污水处理率 的提高,剩余污泥的总量逐年增加,因此需要研究少产剩余污泥或不产剩余污泥 的生物法处理污水新技术。 利用一种特殊结构的多孔微生物载体,在实验室构建了在污水的流动方向上 具有好氧/微好氧一厌氧反复耦合的固定床生物反应器,采用人工废水研究了该反 应器的启动过程及污水处理过程的基本特征,同时对生活污水,工业污水进行了 中试研究。 实验室小试的研究结果表明,本反应器对于有机物有很好去除效果,体积的 有机去除负荷为3kgCOD/m3·h,高于普通活性污泥法的负荷(O一3 kgCOD/m3.h), 且抗冲击力强;连续运行的结果显示,反应器对有机物的去除效率很高,当进水 的COD及TOC分别为300一700和100—350mg/L时, 处理水的 COD100mg/L,TOC20mg/L,其相应的去除效率分别为80%和90%以上。在13—35 小时水力停留时间的范围内,水力停留时间对有机物的去除效率几乎没有影响; 未经沉淀的处理水中的SS浓度很低,长期维持在30mg几以下。一年多来,装置 运行正常,没有出现任何污泥堵塞的现象,没有排过一次污泥。 在高碑店建立的日处理能力为14.4吨的生活污水中试装置,近600天的结 果说明,与同期的活性污泥法工艺相比,污水的净化效果要优于现有工艺,而且 体系产生的SS较少,处理污水的同时解决剩余污泥的问题。出水SS约大于国家 城市生活污水二级处理一级排放标准,但是可以在除磷工艺中很好的得到解决。 在肇庆市星湖生物科技建立了有效容积2.65m3的中试装置,120多天的运行 结果显示,该体系可以适应肌苷废水的冲击,并对该废水有很高的处理效果。当 进水COD平均值为1800mg几时,出水COD平均值降至265mg/L,处理率达85.3%, 而且处理水的透视度很好。当改用调节池水为进水时,因降低了废水的冲击,其 WP=4 出水的COD可以降低到lOOmg/L左右,表现出了很高的COD去除效果。 对不同的废水处理数据进行分析发现,COD在反应器内分解反应可以用一级 反应动力学描述,以此可以得到废水COD值与反应器水流距离的关系,为具体的 工艺设计提供了依据;根据计算,得到了不同废水的降解速度常数K值。 通过污泥的降解实验发现在好氧和厌氧反复耦合的条件下,污泥降解的最充 分。利用化学絮凝法确定了该体系对磷的最佳去除条件,可使出水磷的浓度降至 lmg/L以下,达到国家一级排放标准。 【关键词】：活性污泥法 剩余污泥 多孔载体 好氧一厌氧耦合 去除率 除磷
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703
【目录】：

• 第一章 文献综述10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 我国的污水排放总量及处理现状10-11
• 1.3 污水特性、表征及引起污染的原因11-14
• 1.3.1 污水中的有机化合物12-13
• 1.3.2 污水中的含氮化合物13
• 1.3.3 污水中的含磷化合物13-14
• 1.4 生物法处理污水方法简介14-20
• 1.4.1 基本工艺及常用概念14-17
• 1.4.2 活性污泥法概述17-19
• 1.4.3 生物膜法简介19-20
• 1.5 剩余污泥问题及对策20-23
• 1.5.1 剩余污泥产生的原因20-21
• 1.5.2 国内外污泥产生量21-22
• 1.5.3 剩余污泥的处理工艺及最终处理方式22-23
• 1.6 污泥减量或不产剩余污泥生物法处理污水技术23-27
• 1.6.1 以解决剩余污泥问题为目标的污水生物处理技术24-25
• 1.6.2 在生物反应过程中减少污泥产量的污水处理技术25-26
• 1.6.3 无剩余污泥产生的污水处理技术26-27
• 1.7 本论文的研究内容和意义27-29
• 第二章 实验装置与实验方法29-33
• 2.1 实验装置与流程29-30
• 2.2 分析项目和分析方法30-33
• 2.2.1 化学需氧量(COD)的测定30
• 2.2.2 含氮化合物的测定30
• 2.2.3 磷物质的测定30
• 2.2.4 比好氧呼吸活性SOUR(Specific oxygen uptake rate)的测定30-31
• 2.2.5 SS(Suspend Solid)的测定31-33
• 第三章 好氧－厌氧耦合固定床反应器处理人工废水特性33-43
• 3.1 引言33-34
• 3.2 反应器的间歇运行过程特性34-35
• 3.3 连续运行时的处理特性35-41
• 3.3.1 有机物的去除特性35-36
• 3.3.2 污泥的降解过程特性36-38
• 3.3.3 氮的去除特性38-39
• 3.3.4 DO及pH在反应器中的分布39-40
• 3.3.5 反应器中微生物比好氧呼吸活性(SOUR)的分布40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 生活污水的中试试验43-49
• 4.1 引言43-44
• 4.2 装置对COD的处理效果44-45
• 4.3 出水SS的情况45-46
• 4.4 T-N&NH4+-N的变化情况46-47
• 4.5 磷在处理过程中的变化47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第五章 工业废水的中试试验49-58
• 5.1 引言49
• 5.2 中试装置及流程49-50
• 5.3 中试装置的处理效果50-56
• 5.3.1 第一阶段的运行结果50-53
• 5.3.1.1 COD的处理结果50-52
• 5.3.1.2 SO42-在体系中的变化趋势52
• 5.3.1.3 体系的溶氧分布及pH52-53
• 5.3.2 第二三四阶段装置的运行结果53-56
• 5.3.2.1 COD的处理情况53-54
• 5.3.2.2 体系NH4+-N的变化54-55
• 5.3.2.3 体系SS的变化55-56
• 5.4 本章小结56-58
• 第六章 好氧-厌氧耦合体系反应动力学及污泥的降解过程探讨58-69
• 6.1 引言58
• 6.2 不同废水在体系内的变化趋势58-64
• 6.3 反应器内污泥的降解64-67
• 6.3.1 污泥降解的方法和步骤64
• 6.3.2 污泥降解的结果64-67
• 6.4 本章小结67-69
• 第七章 处理水中磷的絮凝回收69-80
• 7.1 引言69
• 7.2 除磷最佳混凝条件的确定69-73
• 7.2.1 除磷的基本过程69-70
• 7.2.2 标准曲线的测定70
• 7.2.3 混凝条件的确定70-73
• 7.3 FeCl3-Fe的最佳用量及单宁酸(Tannic acid,TA)的助凝作用73-79
• 7.3.1 FeCl3-Fe最佳用量的确定.73-75
• 7.3.2 单宁酸(TA)的助凝效果75-79
• 7.4 本章小结79-80
• 第八章 主要结论及今后展望80-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 附录87-97
• 个人简历97

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