城市污水高效厭氧處理技術(shù)研究

【摘要】：由于厭氧生物處理技術(shù)具有工藝穩(wěn)定、節(jié)能、運行簡單等優(yōu)點,近年來在高濃度有機廢水的處理中得到了飛速發(fā)展。但由于傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器對于低濃度廢水處理時,傳質(zhì)效率低,微生物活性得不到充分發(fā)揮等缺點,在國內(nèi)幾乎沒有成型的厭氧反應(yīng)器用于城市污水處理的工程實例。高效厭氧反應(yīng)器的研究是解決城市污水厭氧處理技術(shù)的關(guān)鍵。 本研究提出了穿孔旋流異波折板高效厭氧反應(yīng)器的形式。通過科學(xué)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計,改變了反應(yīng)器中的水力特征,改善了反應(yīng)器中微生物與基質(zhì)之間的傳質(zhì)條件,加快了反應(yīng)速率。并通過回流,實現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)良好的水力條件,有效地避免了有機酸積累;從而保證高傳質(zhì)速率下的高凈化效能。 本研究還提出了多段兩相厭氧城市污水處理工藝。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)不同段的pH值,實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)相分離,創(chuàng)造良好的生化反應(yīng)條件,進而實現(xiàn)有機污染物去除的高效性。 試驗結(jié)果表明,該異波折板厭氧反應(yīng)器采用單相運行方式時,水力停留時間4小時時,溶解性COD的去除率可達35.5%;將部分出水回流至反應(yīng)器起端時,最佳回流比為100%,溶解性COD的去除率可達37.5%。采用兩相厭氧運行方式時,通過動力學(xué)控制法進行相分離,水力停留時間為4小時時,最佳回流比為100%時, COD平均去除率為42.6%;通過采用物理化學(xué)法進行相分離,水力停留時間4小時時,COD平均去除率為44.6%,水力停留時間10小時時,COD平均去除率達75%。采用多段兩相厭氧運行方式時,水力停留時間為10小時時,COD去除率達93%左右。 利用該系統(tǒng)處理城市污水,對COD的去除很有效,當水力停留時間大于8小時時,COD的去除率達可90%以上。出水COD可達到排放標準。雖然該試驗系統(tǒng)對總氮的去除率不高,出水達不到排放標準,還需進一步進行好氧處理。但該工藝可使后續(xù)好氧構(gòu)筑物規(guī)模減小70%左右,在保證出水水質(zhì)的前提下,工程總投資約減小30%到40%左右,而且在日常運行中可以節(jié)省動耗50%左右,運行費用降低40%左右,具有很高的經(jīng)濟效益。 本研究的創(chuàng)新之處在于,首次采用新型厭氧反應(yīng)器對城市污水的處理進行研究,并提出了多段兩相厭氧運行工藝。使厭氧反應(yīng)器處理城市污水的效率大大提高。 【關(guān)鍵詞】：城市污水 多段兩相厭氧 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化 傳質(zhì) 回流 相分離
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：X703
【目錄】：

• 1 引言10-21
• 1.1 城市污水厭氧處理的發(fā)展背景10-12
• 1.1.1 我國水資源現(xiàn)狀10-11
• 1.1.2 我國污水處理技術(shù)現(xiàn)狀11-12
• 1.2 城市污水厭氧處理研究現(xiàn)狀及存在問題12-18
• 1.2.1 城市污水厭氧處理研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 城市污水厭氧處理需要解決的問題16-18
• 1.3 本研究的目的、思路與內(nèi)容18-21
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 研究思路18-19
• 1.3.3 研究的主要內(nèi)容19-21
• 2 高效厭氧反應(yīng)器的效能試驗研究21-41
• 2.1 試驗反應(yīng)器的設(shè)計21-26
• 2.1.1 試驗的目的和意義21
• 2.1.2 反應(yīng)器設(shè)計思路21-24
• 2.1.3 反應(yīng)器運行條件的確定24-26
• 2.2 反應(yīng)器效能分析26-34
• 2.2.1 試驗測定參數(shù)26-27
• 2.2.2 試驗條件27-28
• 2.2.3 試驗結(jié)果與分析28-34
• 2.3 小結(jié)34
• 2.4 厭氧反應(yīng)器高效性理論分析34-41
• 2.4.1 厭氧工藝傳質(zhì)-反應(yīng)過程分析與討論34-38
• 2.4.2 厭氧消化過程中的生化反應(yīng)動力學(xué)38-41
• 3 多段兩相厭氧工藝的試驗研究41-66
• 3.1 兩相厭氧運行方式的試驗研究41-54
• 3.1.1 兩相厭氧運行方式的探討41-47
• 3.1.2 兩相厭氧運行方式的調(diào)控47-54
• 3.2 多段兩相厭氧工藝的試驗研究54-64
• 3.2.1 多段兩相厭氧工藝的調(diào)控54-59
• 3.2.2 多段兩相厭氧工藝的效能試驗59-64
• 3.3 小結(jié)64-66
• 4 高效厭氧反應(yīng)器處理城市污水試驗研究66-88
• 4.1 試驗條件66-70
• 4.1.1 試驗用水66
• 4.1.2 接種污泥66-69
• 4.1.3 反應(yīng)器運行方式的調(diào)節(jié)69-70
• 4.2 試驗結(jié)果與分析70-86
• 4.2.1 兩推流反應(yīng)器試驗結(jié)果對比70-71
• 4.2.2 反應(yīng)器內(nèi)溶解氧狀況71-72
• 4.2.3 反應(yīng)器內(nèi)微生物分布情況72-73
• 4.2.4 反應(yīng)器內(nèi)PH 值變化73-74
• 4.2.5 揮發(fā)酸含量VFA 隨HRT 的變化74-75
• 4.2.6 COD 去除率隨水力停留時間HRT 的變化75-77
• 4.2.7 BOD_S 去除率隨HRT 的變化77
• 4.2.8 不同回流比與COD 去除率的關(guān)系77-78
• 4.2.9 回流比與BOD_S 去除率的關(guān)系78-79
• 4.2.10 各段出水的有機酸各組分含量79-80
• 4.2.11 不同HRT 時各段出水氨氮、總氮80-82
• 4.2.12 不同HRT 時出水碳酸氫鹽堿度值82-83
• 4.2.13 不同回流比時出水碳酸氫鹽堿度值83
• 4.2.14 沿程各格比脫氫酶活性83-85
• 4.2.15 溫度對處理效果的影響85-86
• 4.3 經(jīng)濟效益分析86
• 4.4 小結(jié)86-88
• 5 結(jié)論88-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-99
• 附錄99-100

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