改良ISTD反應(yīng)器處理污水廠污泥的試驗(yàn)研究

【摘要】： 隨著我國污水處理廠的大規(guī)模建設(shè),對(duì)污水處理廠要求越來越高,不僅大中城市,小城市及城鎮(zhèn)也開始污水處理設(shè)施的建設(shè)。原來污水處理廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)階段大多只是考慮了污泥的外運(yùn),但在污水廠實(shí)際運(yùn)行中,污泥處置(如外運(yùn))成為了棘手的問題,甚至造成很多不規(guī)則隨便亂倒的現(xiàn)象?；诖爽F(xiàn)狀,本研究嘗試將高速厭氧反應(yīng)器應(yīng)用于污泥處理的試驗(yàn)研究,開發(fā)了污泥同時(shí)濃縮與消化——改良ISTD反應(yīng)器,使之適合我國國情,具有效能高、投資省、管理方便、便于推廣使用的特點(diǎn)。 本文主要研究了改良ISTD反應(yīng)器的水力學(xué)特性、中溫下的處理效能和影響因素、生物相分析以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系式的推導(dǎo)等。 水力流態(tài)試驗(yàn)表明,本反應(yīng)器液齡分布函數(shù)均呈波峰左偏的正態(tài)分布形態(tài),推流所占的體積比例大于完全混合所占的體積比例,無因次方差0σθ21,偏向于0,Peclet準(zhǔn)數(shù)為3～9,反應(yīng)器流態(tài)更接近于推流。反應(yīng)器隨攪拌速度的增加更趨于完全混合流態(tài),隨進(jìn)水量的增加更趨于推流流態(tài)。 本試驗(yàn)在重慶市唐家橋污水廠進(jìn)行,采用接種培養(yǎng)法,低負(fù)荷啟動(dòng)(投配率10%)的方式進(jìn)行反應(yīng)器的啟動(dòng),在35℃左右經(jīng)過30d啟動(dòng)完成。在中溫條件下(35℃左右),攪拌次數(shù)4次/d(40r/min和30min/次),COD容積負(fù)荷為0.39~1.87kgCOD/m3?d進(jìn)行了改良ISTD反應(yīng)器處理污泥的效能試驗(yàn),結(jié)果表明當(dāng)進(jìn)泥含水率在99.70%左右,VS/TS在0.52~0.65,SS在2.53~4.65g/L時(shí),其排泥含水率為89.77%~97.31%,VS/TS為0.23~0.48,出水SS在130~1245mg/L,產(chǎn)氣量為8.2~51.0L/d,污泥比阻為1.72~2.87×1014m/kg,MLSS為25.5~61.2g/L,出水的COD為159~938mg/L。其中當(dāng)HRT為3.1~5d,容積負(fù)荷為0.65~1.31KgCOD/m3?d時(shí),反應(yīng)器排泥含水率在91.91%~94.46%,含水率較低,濃縮效果良好,排泥VS/TS在0.27~0.32,有機(jī)物去除率為46.39%~56.88%,有機(jī)物去除率較高,排泥效果較好,為反應(yīng)器的較佳運(yùn)行工況。 反應(yīng)器內(nèi)部的pH值為6.6~7.0,堿度為700~1200mg/L,VFA為200~450mg/L,除堿度稍微偏小外其余兩個(gè)指標(biāo)基本上都在厭氧消化需要控制的范圍之內(nèi),表明反應(yīng)器具有抵抗沖擊負(fù)荷的能力,能夠滿足厭氧消化的需要。由厭氧污泥的電鏡掃描照片可以觀察到甲酸甲烷桿菌、索氏甲烷絲菌、巴式八疊球菌等,其中絲狀菌和桿菌居多,也散布著一些球菌,這些菌種基本上包括了所有的基本細(xì)菌形態(tài),反映了厭氧污泥微生物生態(tài)系統(tǒng)組構(gòu)和功能較為穩(wěn)定。 本文還對(duì)改良ISTD反應(yīng)器的污泥床區(qū)和懸浮層區(qū)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了研究,確定了反應(yīng)器中有機(jī)底物濃度、微生物濃度、產(chǎn)甲烷量的動(dòng)力學(xué)關(guān)系式及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)。 【關(guān)鍵詞】：剩余污泥 濃縮 消化 處理效能 生物相
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-30
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 國外污泥問題的現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 國內(nèi)污泥問題的現(xiàn)狀12-13
• 1.1.3 國內(nèi)外污泥的主要處理方法13-15
• 1.2 污泥消化處理工藝15-22
• 1.2.1 污泥消化處理工藝的發(fā)展15-21
• 1.2.2 污泥消化處理工藝的比較21-22
• 1.3 厭氧消化的基本原理22-28
• 1.3.1 三階段理論23-24
• 1.3.2 四菌群理論24-27
• 1.3.3 不產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)甲烷菌微生物之間的關(guān)系27-28
• 1.4 課題的提出、研究內(nèi)容及方法28-30
• 1.4.1 課題研究的提出28
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容28-29
• 1.4.3 課題研究的方法29-30
• 2 反應(yīng)器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-42
• 2.1 反應(yīng)器設(shè)計(jì)30-36
• 2.1.1 反應(yīng)器設(shè)計(jì)思路30
• 2.1.2 反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理30-34
• 2.1.3 反應(yīng)器構(gòu)造及主要設(shè)計(jì)參數(shù)34-36
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-42
• 2.2.1 試驗(yàn)場地及進(jìn)泥指標(biāo)36-37
• 2.2.2 試驗(yàn)流程37-38
• 2.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容及試驗(yàn)安排38-39
• 2.2.4 試驗(yàn)測試項(xiàng)目及分析方法39-40
• 2.2.5 試驗(yàn)主要儀器設(shè)備40-42
• 3 反應(yīng)器流態(tài)試驗(yàn)研究42-50
• 3.1 流態(tài)模型介紹42-44
• 3.1.1 理想流態(tài)模型42-43
• 3.1.2 實(shí)際流態(tài)模型43-44
• 3.2 流態(tài)試驗(yàn)方法44-45
• 3.3 流態(tài)試驗(yàn)結(jié)果及分析45-48
• 3.3.1 液齡分布函數(shù)45-47
• 3.3.2 液齡分布函數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)47-48
• 3.3.3 流態(tài)模擬模型參數(shù)48
• 3.4 小結(jié)48-50
• 4 反應(yīng)器的運(yùn)行效能研究50-75
• 4.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)50-54
• 4.1.1 反應(yīng)器啟動(dòng)方式的選擇50
• 4.1.2 反應(yīng)器的啟動(dòng)50-51
• 4.1.3 反應(yīng)器啟動(dòng)結(jié)果及分析51-54
• 4.2 反應(yīng)器運(yùn)行及結(jié)果54-61
• 4.2.1 容積負(fù)荷54-56
• 4.2.2 含水率56-57
• 4.2.3 VS/TS57
• 4.2.4 出水SS57-58
• 4.2.5 產(chǎn)氣量58-59
• 4.2.6 污泥比阻59
• 4.2.7 其他指標(biāo)59-61
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析61-70
• 4.3.1 HRT 對(duì)處理效能的影響61-63
• 4.3.2 容積負(fù)荷對(duì)處理效能的影響63-66
• 4.3.3 溫度對(duì)處理效能的影響66
• 4.3.4 pH 值、堿度、VFA 對(duì)處理效能的影響66-68
• 4.3.5 攪拌對(duì)處理效能的影響68-70
• 4.4 反應(yīng)器中的生物相分析70-74
• 4.4.1 厭氧生物處理過程中的微生物70-72
• 4.4.2 反應(yīng)器生物相分析72-74
• 4.5 小結(jié)74-75
• 5 反應(yīng)器動(dòng)力學(xué)模型研究75-84
• 5.1 底物降解動(dòng)力學(xué)模型簡介75-78
• 5.2 反應(yīng)器有機(jī)物降解動(dòng)力學(xué)模型78-83
• 5.2.1 模型的建立78
• 5.2.2 模型參數(shù)的確定78-79
• 5.2.3 模型參數(shù)的求解及驗(yàn)證79-83
• 5.3 小結(jié)83-84
• 6 結(jié)論與建議84-86
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 存在的問題及建議85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄91-93

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