气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究

【摘要】： 气提式内循环反应器是以传统生物流化床为基础的一种新型好氧生物处理工艺,该反应器吸取了化工操作中的流态紊动技术,具有污泥负荷高,抗冲击负荷能力强,结构紧凑,占地面小等特点。本文对气提式内循环反应器的工作原理进行了阐述,总结了气提式内循环反应器的国内外研究现状及其在污水处理行业中的应用。试验采用气提式内循环反应器处理生活污水,利用正交实验确定反应器的最优参数,研究了反应器对COD、NH4+-N、SS、TN、TP等主要污染物的去除效果,并对反应器的抗冲击负荷能力以及活性污泥特性进行了研究。试验研究结果表明: 1、通过正交实验得出气提式内循环反应器最佳运行参数为HRT10h,QL0.55m3/h,SRT5d,该工况下气提反应器出水COD、NH4+-N和SS的去除率分别为90.17%、91.45%和91.85%,出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)二级标准。 2、试验过程中,COD进水浓度最小值为229.71mg/L,最大值为595.69mg/L,平均浓度值为375.71mg/L。气提反应器COD去除率维持在64.24-94.43%,平均去除率为81.24%。COD出水浓度稳定,保持在33.16-96.17mg/L之间,平均出水浓度为63.24mg/L。污泥负荷平均为1.05kgCOD/(kgMLSS·d),高于一般好氧生物处理工艺。 3、气提式内循环反应器对SS的去除率维持在87.72-93.35%之间,平均去除率为89.87%。由正交实验结果可知,影响气提反应器出水SS浓度的主次顺序为SRTQLHRT,即泥龄是主要影响因素,其次是曝气量,影响最小的是水力停留时间。 4、气提式内循环反应器的脱氮除磷能力高于一般生物处理工艺。反应器TN、TP进水幅度分别为58.03-73.54mg/L与5.34-19.19mg/L,平均TN去除率达55.61%,高于一般生物处理工艺的20%-40%,平均TP去除率为57.72%,高于一般生物处理工艺的15%-20%。 5、试验通过人为添加蔗糖的方法考察气提反应器抗水质冲击负荷能力,结果表明,在气提反应器COD平均进水浓度为707.56mg/L的情况下,出水COD浓度保持在77.28-128.65mg/L,平均出水浓度为93.92mg/L,COD去除率保持在84.95-89.66%,平均去除率为86.11%。可见,即使进水COD浓度出现较大幅度的增加,气提反应器对COD依然保持着较高的去除率。 6、气提式内循环反应器SV与SVI平均值分别为15%、93,试验还发现,SV曲线与SVI曲线有相似的变化趋势,随着时间的推移愈加明显,表明气提反应器活性污泥的稳定也得到加强。 【关键词】：气提式内循环反应器 生活污水 正交实验 污泥特性
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-17
• 1.1.1 我国水资源及其利用现状9-11
• 1.1.2 我国水污染状况11-13
• 1.1.3 污水好氧生物处理新技术13-17
• 1.2 课题研究的目的17
• 1.3 课题来源及研究内容17-19
• 第二章 气提式内循环反应器污水处理技术与理论19-25
• 2.1 气提反应器的发展及研究现状19-22
• 2.2 气提式内循环反应器污水处理原理22
• 2.3 气提式内循环反应器特性22-25
• 2.3.1 载体比表面积大23
• 2.3.2 容积负荷与污泥负荷高23-24
• 2.3.3 耐冲击负荷能力强24
• 2.3.4 结构紧凑，占地面积小24-25
• 第三章 试验材料与方法25-31
• 3.1 试验装置与工艺流程25-26
• 3.1.1 试验装置25-26
• 3.1.2 工艺流程26
• 3.2 试验材料26-28
• 3.2.1 载体26-28
• 3.2.2 试验菌种及污水来源28
• 3.2.3 试验设备与仪器28
• 3.3 检测项目与分析方法28-29
• 3.4 试验过程设计29-31
• 3.4.1 最佳参数的选择30
• 3.4.2 抗冲击负荷试验30
• 3.4.3 活性污泥特性研究30-31
• 第四章 试验运行过程与数据分析31-53
• 4.1 气提式内循环反应器的启动与挂膜31-32
• 4.2 正交实验因素及水平的选定32-36
• 4.3 最佳运行参数的选择36-39
• 4.4 气提式内循环反应器对COD 的去除效果39-40
• 4.5 气提式内循环反应器对SS 的去除效果40-41
• 4.6 气提式内循环反应器的脱氮除磷性能研究41-48
• 4.6.1 气提式内循环反应器的脱氮性能41-45
• 4.6.2 气提式内循环反应器的除磷性能45-48
• 4.7 气提式内循环反应器抗冲击负荷分析48-53
• 4.7.1 抗水力冲击负荷48-49
• 4.7.2 抗水质冲击负荷49-51
• 4.7.3 气提式内循环反应器的二次启动51-53
• 第五章 气提式内循环反应器活性污泥特性分析53-64
• 5.1 活性污泥的外观结构和微生物种群的多样性分析53-58
• 5.2 活性污泥的MLSS、SV 及SVI58-61
• 5.3 活性污泥比耗氧呼吸速率SOUR61-64
• 第六章 结论与建议64-67
• 6.1 结论64-66
• 6.2 建议66-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70

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