螺旋对称流厌氧反应器处理豆制品废水的中试研究

发布时间：2020-04-21 04:07

【摘要】：豆制品因蛋白质含量高、氨基酸组成合理等优点而深受广大消费者欢迎,但是在豆制品加工过程中会消耗大量清洁水并产生大量高浓度有机废水。豆制品加工废水的特征在于其高化学需氧量(COD)(一般在10000~20000 mg·L~(-1))和高氨氮值,而且P含量高、pH较低,未经处理直接排放到受纳水体,会造成严重污染,并直接影响居民生活环境和身体健康。随着豆制品加工业的不断扩大,环境污染问题也越来越引起人们的关注。螺旋对称流厌氧反应器(SSSAB)是本课题组自主研发的一种高效厌氧反应器,已经成功应用于不同类型的实验室及中试规模废水处理,如偶氮染料、PVA废水和聚丙烯酸酯废水等。试验探究SSSAB处理实际豆制品加工废水的中试运行特性以及颗粒污泥时空特征,得出以下结论:1、SSSAB的中试运行特性(1)高效性:SSSAB可在30 d内完成启动,最大容积负荷(OLR)为33.42 kg COD·(m~3·d)~(-1),最大容积去除率(VRR)为27.17kg COD·(m~3·d)~(-1),COD去除率为85%以上;CH_4产率可达0.46~0.53 L·gVSS~(-1)(CH_4含量为67.88%~73.77%)。(2)稳定性:SSSAB下、中、上段(分别为C1、C2和C3)VFA/ALK分别为0.020~0.031、0.019~0.026、0.026~0.036(远低于酸化临界值0.25),pH均维持在8.0左右,适宜微生物的生长;SSSAB整体的COD去除率、VRR和氨氮增加量的CV平均值均较小(分别为0.08、0.13、0.20,为弱变异),反应器运行稳定。(3)床层去除效能具有梯度分布:各区段对COD去除率的贡献大小依次为:C1(72.00%左右)C2(13.00%左右)C3(4.00%左右),对氨氮增加量的贡献大小依次为:C1(42.15%~48.12%)C2(1.97%~7.12%)C3(2.55%以下);各区段温度大小依次为:C1(27.0~34.5℃)C2(30.0~37.5℃)C3(31.0~38.5℃)。2、厌氧颗粒污泥时空特征(1)宏观特征:SSSAB自下而上颗粒污泥平均粒径逐渐减小(分别为1.060 mm、0.327 mm、0.197 mm),MLVSS呈减小趋势(分别为48.056、13.190、13.505 kg·m~(-3)),孔隙率ε逐渐减小(分别为83.27%、74.37%、70.11%),由于上述各区段颗粒污泥的宏观差异性,导致自下而上颗粒污泥的沉降性能和传质效果逐渐变差,使得容积效能沿程逐渐降低。(2)微观特征:SSSAB自下而上产甲烷活性(SMA)[分别为118.13、744.05、783.13 ml CH_4·(gVSS·d)~(-1)]和微生物辅酶F_(420)均依次升高(分别为0.220、0.630、0.690μmol·gVSS~(-1)),表明自下而上产甲烷能力逐渐变强;TB-EPS的PN/PS逐渐减小(分别为6.46、4.54、3.78)以及颗粒污泥金属元素中Fe(分别为5.66%、3.36%、1.38%)和Na(分别为1.68%、1.42%、0.62%)相对含量高且逐渐减小,导致颗粒污泥的沉降性能及稳定性逐渐变差。(3)菌群分布:下段优势菌为丝状菌,伴有少量杆菌和球菌,该部分的菌主要为产酸菌,有机物降解产酸阶段主要在该段完成;中段和上段优势菌均为球菌(这可能主要是产甲烷菌)和八叠球菌(伴有少量丝状菌和杆菌)。
【图文】：

试验装置图,厌氧颗粒污泥,试验装置,发酵管

位论文第二章活性（SMA）采用史氏发酵法[104]，分别向 100mL 的血区段的受试厌氧颗粒污泥，再分别对应加入相应体积的实保证 COD/MLVSS 的数值在 0.7~1.6；然后将锥形瓶、发酵管（内装有 2MNaOH-NaCl 饱和溶液）等如图 2-3往锥形瓶中充入氮气以排除内部空气，同时添加硫化钠瓶为厌氧环境）；将组装好的装置置于恒温水浴槽上，温一段时间记录一次史式发酵管内的 CH4的体积，整个过量产期阶段结束（整个过程为 13 h 左右）。

曲线,产甲烷,厌氧颗粒污泥,平行样

图 2-3 厌氧颗粒污泥 SMA 的试验装置图ig. 2-3 SMA test of the intermittent test device diagr后的泥水混合液并测试它的 MLVSS（X）关系图并计算斜率 K，然后通过式 2-1 得到平行样（保证结论的精确性）。此外，为得 SMA，分别从反应器的底部、中部和上部获为底物测定其 SMA。 4= 0 1
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X792

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