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具有同步硝化反硝化能力的新型寡毛类蠕虫污泥减量反应器的研究

作　者: 李伶艳
导　师: 田禹
学　校: 辽宁大学
专　业: 环境科学
关键词: 污泥减量微型动物捕食寡毛类蠕虫同步硝化反硝化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

污水生物处理具有诸多优点,但会产生大量剩余污泥,剩余污泥昂贵的处理和处置费用是制约污水处理厂运行操作的重要经济性因素。因此,污泥减量化获得越来越多的关注。其中污泥生物捕食技术因其高效的污泥减量效果和自然的生态属性,成为国内外专家学者研究的热点。本文旨在设计具有同步硝化反硝化功能的新型寡毛类蠕虫污泥减量反应器,实现污泥的稳定高效减量和对营养物质释放的有效控制;并深入研究反应器的优化运行参数、污泥减量效果、蠕虫的捕食作用对污泥性质及水质的影响,及反应器中发生的同步硝化反硝化过程,为具有同步硝化反硝化功能的新型寡毛类蠕虫污泥减量反应器的工程化应用提供基础。在对反应器的运行参数进行优化的研究中得出结果为:通过单因数分析分别获得最佳扰动强度和最佳污泥停留时间为12 times·d^-1和2 d。通过初始污泥浓度和溶解氧浓度对污泥减量效果和蠕虫附着状态的协同作用分析,获得最佳溶解氧浓度为:1.0¹.6 mg·L^-1;最佳初始污泥浓度为:3000⁴000 mg·L^-1。在通过对寡毛类蠕虫污泥减量反应器连续运行的研究中得到结论:这种新型的反应器具有明显污泥减量效果,平均污泥减量效果为43.71 g·d^-1。在对研究蠕虫作用对污泥性质的影响时发现通过蠕虫的作用可以改善污泥的沉降性能,并使污泥粘度降低、过滤性能变好;蠕虫在进行污泥减量的同时,还起到了稳定污泥性质的作用,经蠕虫作用后污泥中EPS的含量减少。在对蠕虫作用后的水质进行分析时发现蠕虫的捕食会导致COD、氨氮、P的释放。同时还发现在在寡毛类蠕虫污泥减量反应器中产生了强烈的反硝化作用,使污泥混合液中的硝酸盐氮浓度显著降低。对反应器中同步硝化反硝化作用进一步的研究中发现:在蠕虫捕食的过程中,在反应器内部存在着同步的硝化反硝化过程。反应器中成层污泥层的存在为同步硝化反硝化作用提供适宜的溶解氧条件。此过程的进行能使氮素得到很好的脱除,水相中的氮素基本被脱除;蠕虫捕食污泥释放的溶解性COD为反硝化作用提供了充足的外部碳源,这样便大大消耗由于蠕虫捕食而释放出的氨氮和溶解性COD,有利于捕食后污泥的回流或进一步处理。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
图表目录  9-11
第1章引言  11-20
  1.1 剩余污泥处理与处置问题的概况  11-12
  1.2 污泥减量技术概述  12-13
  1.3 生物捕食减量技术概述  13-18
    1.3.1 利用生物捕食进行污泥减量的原理  13
    1.3.2 用于污泥减量的微型动物种类  13-15
    1.3.3 利用微型动物捕食进行污泥减量技术的研究  15-17
    1.3.4 利用微型动物捕食污泥减量工艺面临的问题  17-18
  1.4 研究目的和研究内容  18-20
    1.4.1 研究目的  18-19
    1.4.2 研究内容  19-20
第2章材料与方法  20-31
  2.1 试验材料  20-21
    2.1.1 试验所用活性污泥的培养和驯化  20
    2.1.2 蠕虫的培养及驯化  20-21
  2.2 试验所用主要试剂、仪器及反应器  21-26
    2.2.1 试验所用主要试剂、仪器  21-22
    2.2.2 寡毛类蠕虫污泥减量反应器的设计  22-26
  2.3 试验内容  26-31
    2.3.1 寡毛类蠕虫污泥减量反应器运行参数的优化研究  26-28
    2.3.2 寡毛类蠕虫污泥减量反应器连续运行的研究  28-29
    2.3.3 新型寡毛类蠕虫污泥减量反应器同步硝化反硝化过程研究  29-31
第3章寡毛类蠕虫污泥减量反应器运行参数优化  31-39
  3.1 单因素影响分析  31-36
    3.1.1 扰动强度对污泥减量效果以及蠕虫密度的影响  31-33
    3.1.2 溶解氧浓度对污泥减量效果以及蠕虫密度的影响  33-34
    3.1.3 初始污泥浓度对污泥减量效果以及蠕虫密度的影响  34-35
    3.1.4 污泥停留时间对污泥减量效果的影响  35-36
  3.2 溶解氧和初始污泥浓度对污泥减量效果及蠕虫固着状态的协同作用  36-38
  3.3 小结  38-39
第4章寡毛类蠕虫污泥减量反应器的连续运行研究  39-50
  4.1 污泥减量效果  39-40
  4.2 蠕虫污泥减量反应器对污泥性质的影响  40-44
    4.2.1 污泥沉降性能的变化  40-41
    4.2.2 混合液粘度的变化  41
    4.2.3 混合液CST 的变化  41-42
    4.2.4 污泥的活性变化  42-43
    4.2.5 污泥的胞外聚合物（EPS）含量变化  43-44
  4.3 蠕虫的作用对水质的影响  44-48
    4.3.1 蠕虫作用导致的COD 释放  45-46
    4.3.2 氨氮的释放  46-47
    4.3.3 磷（P）的释放  47-48
    4.3.4 硝酸盐氮浓度的变化  48
  4.4 本章小结  48-50
第5章寡毛类蠕虫污泥减量反应器中同步硝化反硝化作用的研究  50-57
  5.1 寡毛类蠕虫污泥减量反应器中同步硝化反硝化作用的存在机制  50-52
  5.2 氮素在寡毛类蠕虫污泥减量反应器中的脱除  52-53
  5.3 sCOD 在寡毛类蠕虫污泥减量反应器中的去除  53-54
  5.4 寡毛类蠕虫污泥减量反应器中的物质平衡分析  54-56
  5.5 本章小结  56-57
第6章结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况  61-62

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