高效厌氧反应器处理城市污水的研究

【摘要】：本研究以城市污水为研究对象,探索了高效厌氧反应器处理城市污水的启动方式,考察了反应器在启动、负荷提高和稳定运行过程中的运行效能；探讨了容积负荷、水力停留时间(HRT)、上升流速、温度、pH等影响因素对反应器运行效果的影响,确定了最优运行条件；建立最佳运行条件下高效厌氧反应器处理城市污水的基质降解动力学模型和微生物生长动力学模型。 厌氧反应器处理城市污水采用低浓度、高水力负荷、连续进水的方式进行启动,反应器的颗粒污泥接种量约为10.5 gVSS·L-1,经过20天的运行,反应器负荷提高到1.6 kgCOD·(m3·d)-1,COD去除率达到72.5%,反应器启动成功；负荷提高阶段,进水负荷由1.9 kgCOD·(m3·d)-1逐渐增至2.5 kgCOD·(m3·d)-1,同时启动回流系统,上升流速相应的由3.3 m·h-1提高至4.2 m·h-1,30天运行结果表明,当反应器容积负荷为2.2 kgCOD·(m3·d)-1时,COD去除率上升至73.5%,此后随着负荷的提高COD去除率略有下降；稳定运行期间,反应器负荷为2.3 kgCOD·(m3·d)-1,出水COD为83～103 mg·L-1,COD平均去除率为71.7%。可见,高效厌氧反应器处理城市污水具有启动快速、负荷提高快,有机污染物去除率高等优点。 对颗粒污泥表面进行电镜扫描发现,反应器正常运行后颗粒污泥表面较接种前污泥表面光滑；且在颗粒污泥剖面上靠近表面的菌群密度较大,球菌较多,丝装菌和杆菌较少,而颗粒污泥内部区域较为松散,以杆菌和丝状菌为主。 容积负荷、HRT、上升流速、温度、pH等是影响厌氧反应器运行性能的重要参数,研究表明,容积负荷为2.2 kgCOD·(m3·d)_1时,COD去除率达到最大,为71.8%；当HRT为3.3 h时,COD去除率达到71.9～75.5%,HRT过长或过短都会使COD去除率降低；当回流比为1时,上升流速为3.6 m·h-1,COD去除率最大,为72.5%；经长期驯化,反应器中的厌氧微生物已适应了22～31℃的水温,取得了良好的净化效果；反应器进水pH平均为7.0,经厌氧消化后pH降至7.2,没有酸化的迹象,说明反应器运行状况良好。 建立了高效厌氧反应器处理城市污水的有机底物降解动力学方程和污泥增长动力学方程,其表达式分别为： 【关键词】：厌氧反应器 城市污水 运行效能 动力学
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 城市污水处理技术现状9-12
• 1.2.1 AB工艺10
• 1.2.2 A~2/O工艺10
• 1.2.3 SBR工艺10-11
• 1.2.4 氧化沟工艺11-12
• 1.3 厌氧处理技术现状及进展12-14
• 1.3.1 第一代厌氧反应器12-13
• 1.3.2 第二代厌氧反应器13
• 1.3.3 第三代厌氧反应器13-14
• 1.4 厌氧技术在城市污水处理中的应用14-16
• 1.4.1 化粪池14
• 1.4.2 厌氧滤池14-15
• 1.4.3 厌氧折流板反应器15
• 1.4.4 UASB反应器15-16
• 1.4.5 EGSB反应器16
• 1.5 研究目的及内容16-18
• 第2章 试验方法与过程18-21
• 2.1 试验装置18
• 2.2 试验工艺流程18-19
• 2.3 试验用水19
• 2.4 接种污泥19
• 2.5 主要分析项目及测定方法19-20
• 2.6 试验方法20-21
• 第3章 厌氧反应器效能及污泥特性研究21-30
• 3.1 厌氧反应器的启动21-23
• 3.1.1 启动方法的选择21-22
• 3.1.2 启动试验结果及讨论22-23
• 3.2 厌氧反应器的运行特性23-25
• 3.2.1 负荷提高期23-24
• 3.2.2 稳定运行期24-25
• 3.3 污泥特征及生物相25-28
• 3.3.1 污泥的物理特征25-26
• 3.3.2 污泥的沉降性能26
• 3.3.3 污泥的结构26-27
• 3.3.4 污泥的生物相27-28
• 3.4 小结28-30
• 第4章 厌氧反应器性能的影响因素研究30-38
• 4.1 容积负荷30-31
• 4.2 水力停留时间31-33
• 4.3 上升流速33-34
• 4.4 温度34-35
• 4.5 pH值35-36
• 4.6 小结36-38
• 第5章 动力学研究38-46
• 5.1 概述38-39
• 5.2 有机基质降解动力学模式39-42
• 5.2.1 基本假设39
• 5.2.2 模式的推导39-40
• 5.2.3 参数的确定40-42
• 5.3 污泥增长动力学模式42-45
• 5.3.1 基本假设42
• 5.3.2 模式的推导42-43
• 5.3.3 参数的确定43-45
• 5.4 小结45-46
• 结论46-48
• 参考文献48-52
• 攻读硕士学位期间所发表的论文52-53
• 致谢53-54
• 个人简历54

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