分散式生活污水處理工藝開發(fā)及機(jī)理研究

【摘要】： 在對浙江省三個(gè)地級(jí)市五個(gè)取樣點(diǎn)為期一年的生活污水水質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合流體力學(xué)及化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)原理,對分散式生活污水厭氧生物處理反應(yīng)器進(jìn)行比選,確定了最優(yōu)的填料式厭氧折流板反應(yīng)器(CABR)。之后,以浙江大學(xué)華家池校區(qū)家屬區(qū)生活污水作為CABR反應(yīng)器進(jìn)水,進(jìn)行了為期4個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn),就其去污性能及三大類群厭氧微生物的演替規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。同時(shí),詳細(xì)研究了CABR反應(yīng)器在不同溫度下抗負(fù)荷沖擊的性能及機(jī)理。此外,為解決厭氧工藝脫氮性能差的缺陷,開發(fā)了一種適合于分散式生活污水處理的無回流脫氮反應(yīng)器,并對其性能及機(jī)理進(jìn)行初步探討和研究。 本論文主要研究結(jié)論簡述如下: (1)浙江省生活污水有機(jī)物和磷濃度較低,氮濃度較高,可生化性較好,但C/N相對較低,平均值僅為6.10,不利于常規(guī)生物脫氮;調(diào)查的生活污水水質(zhì)季節(jié)變化明顯,但地區(qū)差異不顯著;污染物濃度1月份最高,7月份最低;據(jù)此對已有的模擬生活污水配置方法進(jìn)行了優(yōu)化,使優(yōu)化配置的模擬污水4個(gè)特征比值(B/C,C/N,堿度/TN以及NH_4~+-N/TKN)接近實(shí)際生活污水。 (2)CABR反應(yīng)器總體呈現(xiàn)平推流流態(tài),結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良,總死區(qū)率僅為10%左右。但隨著格數(shù)的增多,反應(yīng)器內(nèi)部流速增加,從而導(dǎo)致水力死區(qū)有上升趨勢。以理想多釜全混合反應(yīng)器為參照,綜合考慮反應(yīng)器效能和容積利用率,確定6格的CABR反應(yīng)器為最優(yōu)。 (3)6格CABR反應(yīng)器在溫度為28±1℃、HRT為48h的條件下,以實(shí)際生活污水為進(jìn)水,需要3周左右才能完成啟動(dòng)。CABR反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后,出水TCOD、SS等指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中》(GB8978-1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),但對營養(yǎng)元素(N、P)的去除效能較差:單純采用CABR反應(yīng)器無法完全消除腐植酸在水體中形成“三致”物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn);盡管CABR反應(yīng)器對于對糞大腸桿菌和蛔蟲卵的去除率分別高達(dá)99.82%和98.87%,但仍需后續(xù)的消毒措施保證其出水的安全性。 (4)對6格CABR反應(yīng)器啟動(dòng)及運(yùn)行過程的微生物機(jī)理研究表明,CABR反應(yīng)器內(nèi)微生物的優(yōu)勢種群隨著運(yùn)行階段的變化而有所變化;CABR反應(yīng)器不同格室的微生物相似性較高,沒有出現(xiàn)明顯的微生物相分離現(xiàn)象。在啟動(dòng)初期首先是發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的大量增殖,而當(dāng)運(yùn)行至4個(gè)月左右時(shí)產(chǎn)甲烷細(xì)菌數(shù)量才有較為明顯的增加;達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí),三大類群厭氧微生物之間的數(shù)量差異幾乎接近1/10。CABR反應(yīng)器在啟動(dòng)階段中約有63%的基質(zhì)被用于細(xì)胞合成;而當(dāng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期后,大約只有1/5的基質(zhì)被用于細(xì)胞合成。 (5)系統(tǒng)研究了不同溫度下水力、水質(zhì)負(fù)荷沖擊對CABR反應(yīng)器處理低濃度生活污水性能的影響,結(jié)果表明,CABR反應(yīng)器對負(fù)荷沖擊有很好緩沖能力,但是這種緩沖能力隨著溫度的下降而下降:在溫度較高時(shí)(28℃)無論是水力沖擊還是水質(zhì)沖擊對反應(yīng)器的運(yùn)行性能均沒有顯著影響;但在10℃下運(yùn)行時(shí),負(fù)荷沖擊會(huì)對CABR反應(yīng)器的運(yùn)行性能產(chǎn)生顯著影響。綜合微生物活性、中間產(chǎn)物、可溶性微生物產(chǎn)物、TCOD容積去除率等指標(biāo)變化以及采用靈敏度比和均方差比的定量判別依據(jù)表明,CABR反應(yīng)器在10-28℃下處理低濃度生活污水時(shí),抗水質(zhì)沖擊的穩(wěn)定性均要好于抗水力沖擊的穩(wěn)定性。 (6)首次開發(fā)的一種無回流脫氮反應(yīng)器通過約90天的運(yùn)行,平均出水TCOD為42.3±12.8mg/L,低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。在本試驗(yàn)的五種水質(zhì)運(yùn)行工況下,TN和NH4_+~+-N去除性能良好,最高可達(dá)76%和89%。TN去除率受污水水質(zhì)C/N決定,NH_4~+-N去除率主要與最后一級(jí)的污水投配比有關(guān)。對于浙江省生活污水而言,以NH_4~+-N達(dá)標(biāo)的前提下盡量去除TN為原則,最后一級(jí)的配水比以不超過30%為宜。經(jīng)濟(jì)性分析表明,與傳統(tǒng)的A~2/O工藝相比,無回流脫氮反應(yīng)器至少能節(jié)省51.1%的動(dòng)力消耗,是一種有效、經(jīng)濟(jì)和方便的分散式生活污水處理工藝。 【關(guān)鍵詞】：分散式 生活污水 填料式厭氧折流板反應(yīng)器 負(fù)荷沖擊 可溶性微生物產(chǎn)物 無回流脫氮反應(yīng)器
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-19
• 引言19-21
• 第1章 文獻(xiàn)綜述21-53
• 1.1 生活污水污染現(xiàn)狀及水質(zhì)水量特點(diǎn)21-26
• 1.1.1 生活污水污染現(xiàn)狀及來源21-22
• 1.1.2 生活污水來源及排放規(guī)律22-24
• 1.1.3 生活污水處理現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢24-26
• 1.2 分散式生活污水主要處理技術(shù)及機(jī)理研究進(jìn)展26-36
• 1.2.1 分散式處理系統(tǒng)需要解決的幾個(gè)問題26
• 1.2.2 分散式生活污水的主要處理技術(shù)26-29
• 1.2.3 厭氧生物處理工藝29-36
• 1.3 生活污水脫氮處理技術(shù)原理及研究進(jìn)展36-47
• 1.3.1 生物脫氮原理37-41
• 1.3.2 典型脫氮工藝及其存在的問題41-42
• 1.3.3 分段進(jìn)水A/O脫氮工藝42-47
• 1.4 污水處理系統(tǒng)微生物分子生態(tài)及其研究進(jìn)展47-50
• 1.4.1 環(huán)境樣品中的DNA的提取方法48-49
• 1.4.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)49
• 1.4.3 變性梯度凝膠電泳(DGGE)49-50
• 1.4.4 PCR-DGGE技術(shù)不足50
• 1.5 本課題的選題意義及內(nèi)容50-53
• 1.5.1 研究意義50
• 1.5.2 研究內(nèi)容50-53
• 第2章 浙江省生活污水水質(zhì)調(diào)查53-61
• 2.1 材料與方法53-54
• 2.1.1 污水取樣時(shí)間與地點(diǎn)53
• 2.1.2 測定項(xiàng)目與方法53-54
• 2.1.3 數(shù)據(jù)處理54
• 2.2 結(jié)果與分析54-59
• 2.2.1 總體水質(zhì)情況54-55
• 2.2.2 水質(zhì)季節(jié)變化規(guī)律55-58
• 2.2.3 水質(zhì)區(qū)域變化規(guī)律58-59
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)室模擬污水的配置優(yōu)化59
• 2.3 本章小結(jié)59-61
• 第3章 CABR厭氧生物處理反應(yīng)器的優(yōu)化分析61-69
• 3.1 材料與方法61-62
• 3.1.1 試驗(yàn)裝置61-62
• 3.1.2 試驗(yàn)過程62
• 3.2 流動(dòng)模型理論分析62-64
• 3.3 結(jié)果與討論64-68
• 3.3.1 反應(yīng)器流態(tài)分析64-65
• 3.3.2 反應(yīng)器實(shí)際水力停留時(shí)間與死區(qū)65-67
• 3.3.3 理想多釜全混合反應(yīng)器模型分析67-68
• 3.4 本章小結(jié)68-69
• 第4章 CABR處理生活污水啟動(dòng)特性及運(yùn)行效能研究69-93
• 4.1 材料與方法69-76
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置69
• 4.1.2 接種污泥69-70
• 4.1.3 試驗(yàn)污水水質(zhì)70
• 4.1.4 試驗(yàn)過程70
• 4.1.5 測定項(xiàng)目與方法70-76
• 4.1.6 數(shù)據(jù)處理76
• 4.2 結(jié)果與討論76-90
• 4.2.1 CABR反應(yīng)器的啟動(dòng)76-78
• 4.2.2 CABR處理生活污水的運(yùn)行效能78-84
• 4.2.3 污染物歸趨途徑分析84-86
• 4.2.4 CABR反應(yīng)器微生物演變規(guī)律及多樣性分析86-90
• 4.3 本章小結(jié)90-93
• 第5章 CABR處理生活污水的抗負(fù)荷沖擊性能及機(jī)理研究93-119
• 5.1 材料與方法93-96
• 5.1.1 試驗(yàn)裝置及接種污泥93-94
• 5.1.2 污水水質(zhì)94
• 5.1.3 試驗(yàn)方法94
• 5.1.4 測定項(xiàng)目與方法94-95
• 5.1.5 數(shù)據(jù)處理95-96
• 5.2 結(jié)果與討論96-117
• 5.2.1 沖擊持續(xù)時(shí)間的確定96-97
• 5.2.2 CABR反應(yīng)器抗水力沖擊性能研究97-103
• 5.2.3 CABR反應(yīng)器抗水質(zhì)沖擊的性能研究103-108
• 5.2.4 CABR反應(yīng)器抗沖擊性能比較分析108-109
• 5.2.5 CABR反應(yīng)器抗沖擊機(jī)理探討109-117
• 5.3 本章小結(jié)117-119
• 第6章 無回流脫氮反應(yīng)器開發(fā)及性能研究119-141
• 6.1 材料與方法119-122
• 6.1.1 接種污泥119-120
• 6.1.2 污水水質(zhì)120
• 6.1.3 無回流脫氮反應(yīng)器設(shè)計(jì)思路120
• 6.1.4 無回流脫氮反應(yīng)器裝置120-121
• 6.1.5 試驗(yàn)方法121-122
• 6.1.6 測定項(xiàng)目與方法122
• 6.2 結(jié)果與討論122-138
• 6.2.1 試驗(yàn)污泥脫氮性能影響因子研究122-127
• 6.2.2 無回流脫氮反應(yīng)器理論脫氮效率推導(dǎo)127-129
• 6.2.3 無回流脫氮反應(yīng)器運(yùn)行效能研究129-136
• 6.2.4 經(jīng)濟(jì)性分析136-138
• 6.3 本章小結(jié)138-141
• 第7章 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與研究展望141-145
• 7.1 結(jié)論141-143
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)143-144
• 7.3 研究展望144-145
• 參考文獻(xiàn)145-159
• 讀博士學(xué)位期間主要的研究成果159-161
• 致謝161

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污水土地處理技術(shù)中幾種處理工藝的分析    王季震;喬鵬帥;魯智禮;

厭氧酸化的酶動(dòng)力學(xué)分析    韓劍宏

三相生物流化床處理啤酒廢水    黃繼國,魏海娟,王立軍,王鐵軍,俞雙,黃國鑫

利用人工濕地法解決哈爾濱信義溝水污染問題    張一丁,王本德,劉偉,惠琳

升流式厭氧污泥層反應(yīng)器處理城市廢水的現(xiàn)狀與發(fā)展    周琪,胡紀(jì)萃,顧夏聲

珠海非點(diǎn)源污染控制區(qū)劃    卓慕寧,吳志峰,王繼增,萬洪富

太湖流域非點(diǎn)源污染研究與控制    夏立忠,楊林章

人工濕地處理污水的研究    彭超英,朱國洪,尹國,余以剛,曾姍姍

國外分散生活污水處理技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展    李軍幸;張克強(qiáng);張洪生;李野;李斌;張金鳳;

人工濕地處理低濃度生活污水的現(xiàn)狀分析    國超;劉圣勇;李幸芳;李剛;

改性牡蠣殼粉處理生活污水COD_(Cr)    吳賢格;蔣劍波;肖俊霞;

基于PLC控制和組態(tài)監(jiān)控的生活污水處理系統(tǒng)    姚白瑩;芮賢義;

中原油田采油二廠生活污水用于回注的初步研究    高寶玉;王淑仁;段學(xué)文;

造氣和生活污水綜合治理    朱恭信;

生物接觸氧化處理生活污水    孟令春,孫其美

WJZ-H型生活污水處理及中水回用技術(shù)    

改進(jìn)型生物接觸氧化法在電廠生活污水處理中的應(yīng)用    王藝蓉

一體化氧化溝工藝在中原油田污水處理廠的應(yīng)用    張國輝;宋小云;喬齊;趙榮峰;

鐵路中小站段生活污水特征及匹配處理技術(shù)研究    陳俊杰;付永勝;房景燕;

微波敏化劑在生活污水處理中應(yīng)用的研究    楊注程;

流離生化技術(shù)在生活污水處理中的有效應(yīng)用    宛金暉;武曉燕;

太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司生活污水處理及回用    曾志武;

國外分散生活污水處理技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)展    李軍幸;張克強(qiáng);張洪生;李野;李斌;張金鳳;

農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐與對策    劉順炎;

分散式制冷系統(tǒng)在冷藏鏈的應(yīng)用    顧建中;

青西三鎮(zhèn)農(nóng)村生活污水處理應(yīng)用研究    趙賢豹;曾艷麗;陳劍中;李祥;

人工濕地在生活污水處理中的研究進(jìn)展    陸繼來;趙璇;王惠中;夏明芳;王琳;王志良;

一級(jí)強(qiáng)化處理技術(shù)改造生活污水處理站工程介紹    李新紅;余承烈;楊智斌;長有彬;

生活污水處理及再資源化技術(shù)    張統(tǒng);

小城鎮(zhèn)適宜發(fā)展分散式污水處理技    臺(tái)桂花

溫州污水或增“洋管家”    記者 夏晶瑩

治理生活污水 改善農(nóng)村衛(wèi)生    本版編輯 辛華文　衛(wèi)平　蘇寶　何會(huì)文　周煒 張冬素

海南力爭3年實(shí)現(xiàn)污水處理覆蓋市縣    何偉

水處理化學(xué)品公司競相來華“趕集”    徐正文

湖北巴東兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理工程開工    李學(xué)輝

江陰璜土鎮(zhèn)生活污水處理率驟升    周建國高杰

生活污水處理費(fèi)下月調(diào)整    記者 閆瑩瑩 通訊員 蕭學(xué)謙

大連加快環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)    趙蘊(yùn)穎楊安麗

蘇家屯區(qū)城鄉(xiāng)聯(lián)手治污水    沈洪穎記者 杜一鳴

分散式生活污水處理工藝開發(fā)及機(jī)理研究    馮華軍

膜生物反應(yīng)器及電絮凝—過濾技術(shù)在分散式生活污水處理中的應(yīng)用研究    孫磊

DCS在回路仿真系統(tǒng)的研究及開發(fā)    茍小龍

農(nóng)村分散式污水處理適用技術(shù)及機(jī)理研究    張?jiān)鰟?/span>

非織造布膜生物反應(yīng)器處理生活污水研究    孟志國

多運(yùn)動(dòng)平臺(tái)協(xié)同導(dǎo)航的分散式算法研究    穆華

人工快速滲濾系統(tǒng)機(jī)理及其在農(nóng)村生活污水處理中的應(yīng)用研究    陳俊敏

淮河上游洪河流域水環(huán)境污染源強(qiáng)解析及防治技術(shù)應(yīng)用研究    劉群

DASB、W-SFCW特性及聯(lián)合工藝處理生活污水的研究    何成達(dá)

基于多Agent分布式約束優(yōu)化問題求解方法研究    黃晶

組合生物膜法處理分散式生活污水研究    劉建平

簾式超濾膜在生活污水處理中的應(yīng)用研究    楊曉今

基于PLC控制的生活污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    姚白瑩

農(nóng)村生活污水處理工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收中存在的問題與對策    謝偉紅

礫石接觸氧化法對生活污水處理及回用研究    付麗麗

農(nóng)村生活污水處理實(shí)用技術(shù)研究    白磊磊

通州區(qū)農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)的調(diào)查與分析    張蕾

分散式智能測控終端的研制    湯震宇

上流式厭氧污泥床處理城市生活污水的研究    董欣楊

ABR-人工濕地組合系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水試驗(yàn)研究    李軍幸