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弧形导流板厌氧/限氧循环污泥减量反应器试验研究

作　者: 谢恩
导　师: 许晓毅
学　校: 重庆大学
专　业: 环境工程
关键词: 污泥减量新型反应器活性生物相污泥特性
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

活性污泥法是目前世界上应用最为广泛的污水生物处理技术,其存在一个较大的弊端,就是会产生大量的剩余污泥,因此,进行污水处理工艺剩余污泥减排具有降低二次污染、减轻污泥后续处理处置压力等重要意义。论文在对国、内外研发的各种剩余污泥减量技术客观评述的基础上,主要针对OSA污泥减量技术中水力停留时间较长、回流污泥活性相对较低等问题,研发了弧形导流板厌氧/限氧循环污泥减量反应器(以下简称污泥减量反应器,Sludge Reduction Reactor,SRR)。论文主要从污水处理系统总体处理效果、污泥减量效能,污泥减量反应器运行参数优化及系统活性污泥微生物特性等几个方面进行了试验研究。①进行了好氧/厌氧交替环境运行和好氧曝气量影响的间歇试验,考察了好氧/厌氧环境交替循环速度、溶解氧浓度对剩余污泥减量机制与效果的影响,认为试验条件下,好氧/厌氧交替环境的污泥减量效果优于单纯好氧或单纯的厌氧环境,好氧/厌氧交替环境中污泥减量途径主要包括污泥自身衰减溶胞和能量解偶联。②进行了传统活性污泥系统(CAS)、和CAS-SRR系统接种污泥好氧6小时后,厌氧条件下的污泥减量特性间歇试验。试验结果表明,从CAS-SRR系统中接种污泥在厌氧过程中,存在更为显著的溶胞和解偶联污泥减量机制,且CAS-SRR系统接种污泥的维持能高于CAS系统污泥的维持能。③研发了弧形导流板厌氧/限氧循环污泥减量反应器,并进行了污泥减量反应器运行参数优化的正交试验,表明好氧/厌氧环境的交替速度、好氧区DO、HRT都是影响污泥减量效果的显著因素,对污泥减量效果的影响从大到小依次为:交替循环速度> HRT >好氧区DO浓度,且在一定范围内均呈正影响关系;试验确定污泥减量反应器的最佳运行参数为:循环速度0.2m/s,限氧区DO为1mg/L,污泥减量反应器HRT为8h。④进行了A/O系统、A2/O系统与A/O-SRR系统、A2/O-SRR系统的污染物去除效果及污泥产量、特性的对比试验。SRR嵌入A/O脱氮系统污泥回流旁路后,COD、TN的平均去除率较A/O对照组相差不大,但TP平均去除率较对照组由48.45%下降到了34.68%。A/O-SRR系统的污泥减量率为34.0%,曝气区微生物脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)较A/O对照组上升了5.67%。A2/O-SRR系统能维持与A2/O系统相当的污染物处理效果,由于A2/O-SRR系统中污泥含磷率的增加,较A2/O系统对照组除磷率仅下降约5%左右。较A2/O对照系统,A2/O-SRR系统中,污泥沉降指数SVI下降了13.65%,可进一步改善出水水质。A2/O-SRR系统中污泥减量率为40.5%,其微生物相和微生物活性都优于A2/O系统,A2/O-SRR系统好氧区微生物的DHA是A2/O系统的1.15倍。⑤试验结果表明,该污泥减量反应器的主要减量机制为能量解偶联,其次为微生物的溶胞。系统运行过程中,污泥中的无机砂能够有效地沉积于弧形导流板厌氧/限氧循环污泥减量反应器底部,可以通过定期排放无机砂来降低系统中惰性无机物的含量,以确保污水处理系统长期稳定运行。研究表明,从反应器技术的角度,研发剩余污泥减量反应器具有较强的创新性,试验研究结果可为该技术的深入理论研究和实际应用提供良好的技术支撑。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
1 概述  10-16
  1.1 城市污水厂剩余污泥处理处置  10-13
    1.1.1 剩余污泥的危害  10
    1.1.2 国外剩余污泥处理处置现状  10-11
    1.1.3 我国剩余污泥处理处置现存问题  11-13
  1.2 污水处理同步剩余污泥减量  13-14
    1.2.1 污泥减量化的概念  13
    1.2.2 同步剩余污泥减量的意义  13-14
  1.3 课题的提出与主要研究内容  14-16
    1.3.1 课题的提出  14
    1.3.2 主要研究内容  14-16
2 剩余污泥减量原理与技术述评  16-27
  2.1 剩余污泥减量的理论原理与技术  16-24
    2.1.1 基于解偶联过程降低污泥产率  16-20
    2.1.2 提高细胞自身氧化率  20-22
    2.1.3 延长食物链减少微生物合成  22-24
  2.2 剩余污泥减量工艺现存的共性问题  24-27
3 试验装置和研究方法  27-33
  3.1 试验装置  27-30
    3.1.1 试验流程与试验装置  27-28
    3.1.2 试验水质  28-29
    3.1.3 测试指标及方法  29-30
  3.2 试验方法  30-33
    3.2.1 序批试验  30-31
    3.2.2 污泥减量反应器参数优化正交试验  31-32
    3.2.3 污水处理系统剩余污泥减量试验研究  32-33
4 序批试验结果与分析  33-39
  4.1 好氧/厌氧环境交替运行条件试验研究  33-34
  4.2 溶解氧浓度影响分析  34-35
  4.3 不同接种污泥厌氧条件下减量特性分析  35-37
  4.4 本章小结  37-39
5 污泥减量反应器参数优化正交试验结果与分析  39-43
  5.1 正交试验结果  39-40
  5.2 试验结果分析  40
  5.3 正交试验的方差分析  40-42
    5.3.1 方差分析的原理  40-41
    5.3.2 正交试验的方差分析  41-42
  5.4 本章小结  42-43
6 污泥减量反应器效能试验研究  43-66
  6.1 A/O 系统回流污泥旁路嵌入污泥减量反应器试验结果与分析  43-53
    6.1.1 COD_(Cr) 去除特性  43-44
    6.1.2 氮的去除特性  44-46
    6.1.3 磷的去除特性  46-47
    6.1.4 污泥减量效果及机制分析  47-48
    6.1.5 污泥减量反应器中DO 浓度分析  48-49
    6.1.6 系统污泥特性分析  49-53
  6.2 A2/O 系统回流污泥旁路嵌入污泥减量反应器试验结果与分析  53-64
    6.2.1 A2/O 系统污染物去除效果分析  53-55
    6.2.2 A2/O-SRR 系统污染物去除特性  55-60
    6.2.3 污泥减量及污泥性能比较  60-63
    6.2.4 系统中氮磷的核算  63-64
  6.3 本章小结  64-66
7 结论和建议  66-68
  7.1 结论  66-67
  7.2 建议  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-74
附录  74

弧形导流板厌氧/限氧循环污泥减量反应器试验研究

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