超声强化低浓度污水厌氧生物处理技术研究

【摘要】：由于世界性能源和资源的紧缺,污水处理尤其是小型生活污水的好氧生物处理受到了经济条件的制约,而随着第三代新型厌氧工艺的发展,使得厌氧生物处理低浓度污水成为可能。但是厌氧工艺处理低浓度污水普遍存在有机底物与微生物传质效率低、有机物降解速率慢、微生物活性不高及反应器启动周期长等问题。本实验提出采用厌氧折流板反应器(ABR)协同超声强化污泥生物活性技术处理低浓度生活污水以降低能耗,提高低浓度生活污水厌氧生物处理效果。主要研究结论如下:(1)以实验室小试研究了ABR的启动实验。采用固定进水浓度分阶段缩短水力停留时间的方式启动。进水COD浓度固定在600 mg/L左右,控制水力停留时间由24 h到12 h,最终达到设计负荷的8 h,有机容积负荷由0.6 kg COD/(m3·d)上升到1.8kg COD/(m3·d)左右。历经44 d反应器成功启动,COD的去除率为72~74%。COD的去除主要发生在前两隔室,占了COD总去除率的90%左右,后两隔室主要起稳定处理效果的作用。反应器成功启动后,各隔室均形成颗粒污泥,沿水流方向颗粒污泥粒径逐隔室减小,颗粒污泥表面结构沿水流方向由松散逐渐变得密实,颜色逐渐加深。(2)以烧杯实验研究了超声强化厌氧污泥活性的最佳参数。研究结果发现,超声声能密度和超声时间是影响污泥脱氢酶活性和辅酶F420含量的主要因素。对MLSS浓度为10 g/L的厌氧污泥进行超声,20 k Hz、0.2 W/m L、10 min的参数组合的超声作用对污泥活性有最好的促进作用。在超声过程中适当搅拌污泥能够使超声作用更均匀从而提高了污泥活性上升的幅度,当初始COD控制在1200 mg/L时,超声可使COD去除率提高12%。但对厌氧污泥活性起促进作用的超声参数仅在一个较窄的范围。(3)以超声前后厌氧污泥絮体结构形态的转变、污泥吸附性能变化以及胞外聚合物的成分转化等实验现象来初步揭示超声强化厌氧污泥活性的作用机制。结果表明,经过超声辐射之后的污泥絮体结构分散,整体变小,表面相对粗糙,絮体表面较多突起及凹陷现象,但絮体之间的空隙减少。说明低强度超声能够有效的分散絮体,增加絮体的比表面积,对强化有机底物的吸附降解作用有一定的贡献。合适的超声参数作用后厌氧污泥的吸附性能有明显提高。超声作用使污泥胞外聚合物的成分发生较大的变化,超声能刺激微生物分泌出更多的蛋白酶,但是会抑制多糖的合成;蛋白质的含量提高了20%左右,多糖的含量降低了10%左右。(4)以超声组和对照组对比实验研究持续性周期性超声作用对ABR运行的影响。结果表明,运行达到稳定阶段超声组COD的去除率相对对照组提高了7~8%。超声组的抗冲击负荷能力优于对照组。 【关键词】：ABR 超声强化 胞外聚合物 脱氢酶 辅酶F420
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstarct6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 厌氧生物处理技术原理12-13
• 1.2.1 水解发酵阶段12
• 1.2.2 产氢产乙酸阶段12
• 1.2.3 产甲烷阶段12-13
• 1.3 超声波生物效应13-14
• 1.3.1 超声波生物效应机理13-14
• 1.3.2 超声波生物效应的作用机制14
• 1.4 超声强化污水生物处理研究现状14-17
• 1.5 研究内容17-18
• 1.6 技术路线18-19
• 第二章 实验材料及分析测试方法19-29
• 2.1 实验材料19-22
• 2.1.1 接种污泥19
• 2.1.2 实验用水19
• 2.1.3 微量元素19-20
• 2.1.4 实验药品20-21
• 2.1.5 实验设备与装置21-22
• 2.2 分析测试方法22-29
• 2.2.1 辅酶F420 含量的测定22-23
• 2.2.2 脱氢酶活性的测定23-24
• 2.2.3 多糖含量的测定24-25
• 2.2.4 蛋白质含量的测定25-26
• 2.2.5 DNA含量的测定26-27
• 2.2.6 亚甲基蓝吸附量的测定27-29
• 第三章 ABR反应器的启动29-36
• 3.1 实验设计29-30
• 3.2 结果与讨论30-35
• 3.2.1 反应器COD去除情况30-31
• 3.2.2 不同容积负荷下的COD去除率31-33
• 3.2.3 各隔室COD去除率33-34
• 3.2.4 启动成功后的污泥形态34-35
• 3.3 小结35-36
• 第四章 低强度超声波对厌氧污泥性能的影响研究36-53
• 4.1 作用于厌氧污泥的最佳超声参数的优化36-42
• 4.1.1 实验设计37
• 4.1.2 结果与讨论37-42
• 4.2 低强度超声波对厌氧微生物形态的影响42-44
• 4.2.1 实验设计42-43
• 4.2.2 结果与分析43-44
• 4.3 低强度超声波对EPS的分泌及释放的影响44-49
• 4.3.1 厌氧污泥EPS提取方法的优化45-47
• 4.3.2 低强度超声波对EPS分泌及释放的影响47-49
• 4.4 低强度超声波对厌氧污泥吸附性能的影响49-50
• 4.4.1 实验设计49
• 4.4.2 结果与分析49-50
• 4.5 低强度超声波对厌氧污泥降解有机物的影响50-51
• 4.5.1 实验设计50
• 4.5.2 结果与分析50-51
• 4.6 小结51-53
• 第五章 低强度超声波对ABR厌氧生物处理工艺的影响研究53-58
• 5.1 低强度超声波对ABR反应器处理低浓度污水的影响研究53-56
• 5.1.1 实验设计53
• 5.1.2 结果与分析53-56
• 5.2 低强度超声波对ABR反应器抗冲击负荷的影响研究56-57
• 5.2.1 实验设计56
• 5.2.2 结果与分析56-57
• 5.3 小结57-58
• 第六章 结论58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 本研究的创新性59
• 6.3 研究展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读期间的研究成果65-66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

生活污水的厌氧生物处理研究进展    金炎龙;周鹏;王锐;

新型厌氧处理工艺──厌氧折流板反应器    沈耀良

好氧颗粒污泥胞外聚合物提取方法研究    王暄,季民,王景峰,杨造燕

胞外聚合物物理法提取过程的优化    葛利云;王红武;马鲁铭;李晓岩;

ABR反应器的两种快速启动方法对比    林英姿;王爽;于炳慧;曹长虎;

低强度超声波强化污水生物处理中超声辐照周期的优化选择    闫怡新;刘红;

低强度超声波强化污水生物处理中超声辐照污泥比例的优化选择    闫怡新;刘红;

污泥中胞外聚合物(EPS)的研究进展    关伟;肖莆;周晓铁;丁春;

低强度超声提高污泥活性的运行条件优化    胡嘉东;王宏杰;董文艺;李伟光;尹文超;杜红;

低功率密度超声波预处理对活性污泥微生物相的影响    丁文川;曾晓岚;叶姜瑜;龙腾锐;

CSTR和ABR处理有机废水产氢产甲烷特征与效能    郑国臣

物化/生化耦合技术用于纤维素乙醇生产废水处理研究    赵伟

响应面法优化胞外聚合物的提取方法    倪正;陶玉贵;王文强;秦昌云;徐艳秋;

功率超声波在农产品加工中应用的研究进展    钟赛意,汤国辉,王善荣

啤酒废水中活性污泥的培养与驯化研究    周健;方春玉;张会展;

超声波提取决明子蒽醌成分的研究    杨黎燕;赵新法;

沼气发酵微生物研究进展    虞方伯;罗锡平;管莉菠;张妙仙;单胜道;

超声法提取芦笋老茎中多糖的最佳工艺优化    王建安;苑光辉;李艳芝;王洪英;吴国荣;

分散式污水处理技术在农村生活污水治理中的应用    曹辉;廖秋阳;

活性污泥胞外聚合物提取条件的优化    唐金花;许国仁;萧静;Ludovico Spinosa;李圭白;

产甲烷细菌保藏方法研究    张万芹;康冀川;王开功;

响应面分析法优化超声波辅助提取芦笋多糖工艺条件的研究    朱轶婷;吴周和;徐凡;

基于临界折射纵波和表面波的压力容器压力测量方法研究    凌张伟

常温下生活垃圾渗滤液处理工艺研究    袁志宇

农村分散式污水处理适用技术及机理研究    张增胜

基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究    徐慧峰

耐热低膨胀高硅铝合金及其超声半固态成形技术的研究    钟鼓

模式转换型功率超声振动系统的设计及优化    许龙

超声波在城市剩余活性污泥中的传输特性的模拟及实验研究    田红

中国主要生物质废物环境影响与污染治理策略研究    罗钰翔

电力变压器故障诊断与状态综合评价研究    高骏

水葫芦厌氧发酵特性及工艺技术研究    叶小梅

异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用    张倩

金属薄板的兰姆波成像检测方法研究    魏运飞

生产性IC反应器的启动及“酸化”研究    沈小华

林可霉素废水处理工艺及启动研究    牛娜

玉米酒精废水处理工艺及启动研究    苏涛

基于超声波的厚钢管焊速检测系统设计    彭晓宇

零价铁强化厌氧微生物降解2,4,6-三氯酚及机理研究    高宝钗

纵波压电传感器瞬态特性的模拟与实验研究    何涛焘

碱度和碳源对硫酸盐废水处理效能的影响及机制研究    张健

悬浮填料生物转筒处理生活污水的研究    晁聪

中国水污染现状及防治对策    江曙光;

中国水资源保护问题及法律对策    曾文革;余元玲;许恩信;

厌氧反应器的发展历程与应用现状    迟文涛,赵雪娜,江翰,李伟涛,王凯军

分区进水ABR酸化反应器去除污染物性能研究    崔玉波;朱宝英;李影;李伟媛;

载体好氧预挂膜处理对厌氧消化反应器启动的影响    叶芬霞

微量营养物质对有机废水厌氧消化过程的调控作用    柴社立;蔡晶;芮尊元;

产甲烷菌的生理生化特性    祖波;祖建;周富春;汪林;

气相色谱法测定污泥酸化水解工程中产生的挥发性脂肪酸    邵永怡;

水回用及其经济效益分析    容锵桃,张鸿郭,周少奇

厌氧折流板反应器处理高浓度有机废水的研究    郭静,郑培福,杨秀文,田淑媛

厌氧折流板反应器应用技术及微生物群落生态学研究    朱葛夫

铁炭微电解/Fenton/絮凝工艺预处理高浓度难降解有机废水的研究    王玲

汽爆秸秆中副产物对产乙醇过程影响及生物解毒效能研究    徐琛

焦化生化外排水中COD的电化学深度处理研究    由培远

厌氧折流板反应器脱氮除磷性能研究    席颖

低强度低频率超声对活性污泥活性的影响研究    蒋洪波

典型水处理过程中有毒有机物质的污染与去除    王淑娟

两相厌氧工艺处理高浓度中药废水启动及运行调控研究    章育铭

城市生活垃圾厌氧生物转化工艺研究    龚大春;田毅红;李德莹;曾晶;李瑞平;黄应平;

废水厌氧生物鉴定试验新装置    林乔元,罗松年,Ｈ．ＣｌａｕｄｅＬａｖａｌéｅ

中温和高温条件下厌氧生物产氢的试验研究    张薇;左剑恶;

水稻土中铁的厌氧生物氧化还原循环对砷的影响    王兆苏;陈学萍;王新军;朱永官;

厌氧生物水处理技术的研究进展    张博;郭新超;王小林;王闪闪;

硫酸盐/氨的厌氧生物转化试验研究    张丽;黄勇;袁怡;李祥;刘福鑫;

中温和高温厌氧生物产氢反应器连续运行的研究    张薇;左剑恶;崔龙涛;邢薇;杨洋;

简讯    

两种四环素类抗生素厌氧生物毒性试验研究    唐礼庆;何成达;王惠民;

活性黑5厌氧生物脱色的自催化作用研究    王兴祖;程翔;郑慧;孙德智;

厌氧生物技术在中国农业和工业领域的应用前景    王凯军;

NaOH处理玉米秸秆厌氧生物气化试验研究    罗庆明;李秀金;

温州北山河黑臭河水治理工程    肖继波;张立钦;曹玉成;

全球专家把脉“厌氧生物技术发展”    张哲浩

废水厌氧生物除磷技术的基础研究    李金页

养猪废水中有机物厌氧生物降解机理的分子生物学解析    李平

厌氧生物除磷技术的基础研究    郭夏丽

聚吡咯固定化介体强化偶氮染料和硝基化合物厌氧生物转化    李丽华

超声强化低浓度污水厌氧生物处理技术研究    罗辉

磁性厌氧生物滤床处理酸性多金属有机物复合冶炼废水的特性分析    程洋洋

零价铁—厌氧生物耦合法处理印染废水作用及调控机理研究    孙国鹏

强化有机废水厌氧生物转化作用研究    宁岩岩