利用UASB+微絮凝過(guò)濾+沸石吸附組合工藝處理村鎮(zhèn)污水試驗(yàn)研究

【摘要】：我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)的土地面積及人口總數(shù)在我國(guó)都占有很大的比例。全國(guó)的村鎮(zhèn)地區(qū)每年產(chǎn)生的生活污水總量可達(dá)到80多億噸，若不經(jīng)過(guò)處理后直接排放，必將嚴(yán)重影響我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)的生活環(huán)境，對(duì)流域內(nèi)的河流、湖泊等水環(huán)境的質(zhì)量造成非常大的影響。與此同時(shí)，在我國(guó)村鎮(zhèn)地區(qū)人口的分布總體分散、局部集中，人口密度也比較小，地方經(jīng)濟(jì)條件有限，目前很難找到適合的處理工藝對(duì)其進(jìn)行有效處理。本課題研究為了尋求一種滿足村鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量特殊需求處理工藝，同時(shí)能夠節(jié)能減排，可以進(jìn)行有效的資源化回收利用，提供村鎮(zhèn)污水沼氣資源化回收與中水回收利用的處理方法，提出了UASB+微絮凝過(guò)濾+沸石吸附的組合工藝。 實(shí)驗(yàn)針對(duì)UASB系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)污水在不同溫度及不同HRT下的效果進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度在18℃~35℃之間變化，HRT從10h縮短到4h時(shí)，UASB具有很好的COD、SS處理效能，并且具有很強(qiáng)的酸堿緩沖能力。系統(tǒng)對(duì)COD的去除率基本穩(wěn)定在85%以上，在18℃時(shí)也能保持在80%以上，對(duì)SS的去除率基本穩(wěn)定在80%以上，在18℃時(shí)也能達(dá)到75%。出水COD濃度能夠基本穩(wěn)定在80mg/l以下。出水的pH值穩(wěn)定在7.0~7.2之間，出水的VFA值穩(wěn)定在50mg/l左右。 對(duì)UASB反應(yīng)器內(nèi)的污泥進(jìn)行PCR-DGGE分析后發(fā)現(xiàn)，厭氧繩菌屬的在處理村鎮(zhèn)污水時(shí)，具有其優(yōu)勢(shì)，在溫度降低及HRT縮短時(shí)并沒(méi)有發(fā)生變化為保證UASB系統(tǒng)在溫度降低至20℃時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行做出了很大貢獻(xiàn)。古細(xì)菌中的鬃毛產(chǎn)甲烷菌在系統(tǒng)內(nèi)占據(jù)有很有優(yōu)勢(shì)的地位，當(dāng)溫度降低及水力負(fù)荷增大時(shí)，它的數(shù)量都沒(méi)有發(fā)生明顯變化，是反應(yīng)器在這些條件下仍然具有沼氣產(chǎn)量的主要原因。 對(duì)組合工藝中的后續(xù)工藝研究中發(fā)現(xiàn)，微絮凝組合工藝采用FeCl_3做混凝劑的效果要遠(yuǎn)高于PAC，并且在控制FeCl_3的投加量為mgFeCl_3/mgPO~4-=6.0，過(guò)濾速度控制在12m/h的條件下對(duì)村鎮(zhèn)污水的UASB出水進(jìn)行處理。出水的TP可以基本維持在0.4mg/l左右。沸石吸附工藝采用1mm粒徑左右的斜發(fā)沸石材料，在pH條件為6.0~8.0之間的條件下在控制濾速為8m/h時(shí)即能夠保證系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)水量，又能保證系統(tǒng)的出水氨氮在15mg/l以下，滿足一級(jí)B的出水標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，本組合工藝可以對(duì)村鎮(zhèn)污水中的污染物進(jìn)行有效處理，使出水達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)排放，同時(shí)還可滿足村鎮(zhèn)地區(qū)對(duì)污水回收利用的多樣化需求，組合工藝的UASB系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣資源可供村鎮(zhèn)居民日常生活使用；UASB末端出水可用于灌溉農(nóng)田可以對(duì)農(nóng)田進(jìn)行水源補(bǔ)充以及施加氮磷營(yíng)養(yǎng)；組合工藝的末端出水，可以作為中水回用，緩解水資源緊張的現(xiàn)狀；微絮凝及過(guò)濾階段的濾料回收可以回收吸附、截留的N、P資源，綜上所述，整個(gè)組合工藝不僅能夠保證村鎮(zhèn)污水的達(dá)標(biāo)排放，對(duì)村鎮(zhèn)地區(qū)污水的資源化回收也有著重大的意義和實(shí)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：村鎮(zhèn)污水處理 UASB 微絮凝過(guò)濾 沸石吸附 資源化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-13
• 1.1.1 課題背景11
• 1.1.2 課題的目的和意義11-13
• 1.2 UASB 工藝處理低濃度污水的試驗(yàn)現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 UASB 工藝厭氧反應(yīng)原理及結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.2 UASB 工藝的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 微絮凝過(guò)濾除磷及沸石吸附脫氮的原理及研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 微絮凝過(guò)濾的原理及在污水處理中的應(yīng)用17-18
• 1.3.2 沸石吸附氨氮原理及研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4.1 課題來(lái)源19
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容19-20
• 第2章 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法20-27
• 2.1 試驗(yàn)研究?jī)x器及設(shè)備20-22
• 2.1.1 試驗(yàn)研究裝置20-22
• 2.1.2 試驗(yàn)所用儀器設(shè)備22
• 2.2 試驗(yàn)水質(zhì)及污水來(lái)源22-23
• 2.3 試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目及分析方法23-27
• 2.3.1 水質(zhì)項(xiàng)目檢測(cè)及方法23
• 2.3.2 厭氧污泥的分子生物學(xué)檢測(cè)及分析方法23-27
• 第3章 UASB 系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)污水的試驗(yàn)研究27-42
• 3.1 厭氧污泥的培養(yǎng)及特性分析27-31
• 3.1.1 成熟厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)27-28
• 3.1.2 顆粒污泥的微觀層狀結(jié)構(gòu)觀察28-31
• 3.2 在不同溫度下的運(yùn)行特性研究31-35
• 3.2.1 COD 和 SS 去除特性及分析31-32
• 3.2.2 溫度對(duì)系統(tǒng)的 pH 影響32-33
• 3.2.3 對(duì)系統(tǒng)出水的 VFA 的影響33-34
• 3.2.4 產(chǎn)甲烷活性分析34-35
• 3.3 在不同水力負(fù)荷條件下的運(yùn)行特性分析35-40
• 3.3.1 COD 和 SS 去除特性及分析36-38
• 3.3.2 對(duì)出水 VFA 及 pH 的影響38
• 3.3.3 對(duì)產(chǎn)沼氣量及產(chǎn)沼氣速率的影響38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 UASB 系統(tǒng)厭氧顆粒污泥的微生物特性分析42-55
• 4.1 樣品選取及總 DNA 的提取42-43
• 4.1.1 顆粒污泥 DNA 提取方法預(yù)處理42
• 4.1.2 DNA 提取結(jié)果42-43
• 4.2 樣品的 PCR 擴(kuò)增及結(jié)果43-45
• 4.2.1 PCR 反應(yīng)體系及反應(yīng)過(guò)程44-45
• 4.3 樣品的 DGGE 處理及圖譜結(jié)果45-50
• 4.3.1 不同溫度下的細(xì)菌樣品 DGGE 結(jié)果分析46-47
• 4.3.2 不同 HRT 下的 DGGE 電泳結(jié)果47
• 4.3.3 古細(xì)菌不同溫度下的 DGGE 電泳結(jié)果47-49
• 4.3.4 古細(xì)菌不同 HRT 下的微 DGGE 電泳結(jié)果49-50
• 4.4 顆粒污泥的微生物分布特性50-53
• 4.4.1 細(xì)菌分布特性50-51
• 4.4.2 古細(xì)菌分布特性51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 組合工藝系統(tǒng)處理厭氧系統(tǒng)出水的實(shí)驗(yàn)研究55-64
• 5.1 微絮凝過(guò)濾工藝對(duì)厭氧出水處理研究55-60
• 5.1.1 混凝劑種類及投加量的選擇55-56
• 5.1.2 過(guò)濾濾速的選擇56-59
• 5.1.3 對(duì)厭氧出水的總磷處理研究59-60
• 5.2 沸石吸附工藝對(duì)厭氧出水去除規(guī)律研究60-63
• 5.2.1 沸石粒徑選擇61
• 5.2.2 沸石吸附的 pH 影響分析61-62
• 5.2.3 對(duì) UASB 出水的氨氮去除及濾速選擇62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-76
• 致謝76

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