反应器类型对泔水作为反硝化碳源脱氮性能的影响

发布时间：2020-04-25 21:50

【摘要】：污水中的碳氮比(C/N)不足是城市污水处理面临的一个重要问题,往往需要添加外加碳源实现深度脱氮。泔水通过厌氧发酵可以产生富含挥发性脂肪酸(VFAs)的酸化液,利用此酸化液作为污水处理厂外加碳源,使得泔水的处理与污水厂反硝化脱氮相结合。本课题中,以泔水发酵液为外加碳源,分别研究在上流式反应器、固定床反应器(组合填料)和流化床反应器(聚氨酯填料)中的脱氮效果。主要研究结果如下:(1)考察了在上流式反应器中泔水的脱氮性能。利用经过处理的泔水作为外加碳源,随着水力停留时间(HRT)降低,出水各项指标逐步升高。当HRT=0.5h时,出水TN浓度为4.87±3.48 mg/L,去除率达到84.5±11.3%,COD浓度为35.8±9.2 mg/L、多糖浓度为3.42±0.87 mg/L、蛋白质浓度为13.16±2.21 mg/L,满足一级A标。随着反应器的运行,反应器中污泥由絮体逐步变成颗粒,污泥平均直径最大达到2 mm左右。各项数据表明上流式反应器中泔水作碳源的脱氮潜能良好,且能够实现污泥的颗粒化。(2)研究了固定床反应器中泔水的脱氮性能。利用上流式反应器中培育成熟的颗粒污泥接种到固定床反应器中,通过批次实验确定反应器启动时C/N=5、HRT=1 h。当HRT降低到0.5 h时,R1、R2反应器出水TN分别为7.31±2.58 mg/L、5.29±1.49 mg/L,紧接着C/N提高到6,R1、R2反应器出水TN降低为5.58±1.27 mg/L、4.25±0.96 mg/L,去除率达到81.61±4.08%、86.33±3.21%。可以得出HRT对反应器中TN及有机物的去除影响较大,且C/N越高,反硝化效果越好。两个反应器填料上的污泥浓度都是先降低后升高的趋势,在R2反应器中,三个阶段填料污泥浓度分别为2.6 g/g、1.95 g/g、2.45 g/g,可以看出HRT与C/N越高,填料上污泥浓度越大。(3)考察了流化床反应器中泔水的脱氮性能。R1反应器5 d启动成功,第一阶段平均出水TN浓度为5.63±4.83 mg/L,R2反应器需要9 d启动成功,平均出水TN浓度为8.31±7.56 mg/L,说明高填充率反应器启动更加快速且出水水质更好。当填充率相同表面积不同,HRT=1 h时,R1、R2反应器出水TN浓度分别为6.67±4.05 mg/L、5.75±3.22 mg/L,表面积越大出水水质越好。三个阶段填料上的污泥浓度分别为,R1:4850 mg/L、6880 mg/L、9380 mg/L,R2:3930 mg/L、6950 mg/L、10830 mg/L。可以看出填充率越大,填料上污泥浓度越高;表面积越大,填料上污泥浓度也越高。通过本论文的研究可知,在三组反应器中泔水作为反硝化碳源出水水质有差别,反应器出水水质主要受到HRT、填充率以及C/N的影响,且不同的反应器类型对反应器中的污泥浓度以及污泥生物相都有影响。通过对不同反应器中泔水脱氮效果的研究,为泔水实际应用奠定了一定的基础。
【图文】：

泔水,图片

合肥工业大学专业硕士研究生学位论文处理利用餐厨垃圾车运输到处理厂，经过除油，发酵罐，取发酵罐中泔水作为外加碳源。取 SS 以及浮油等物质，呈黄色，如下图 2.先静置 3~5 d，先利用网兜捞去表面浮着的后将上层液体通过砂率装置进行过滤。其径 1~2 cm 的碎石，下部为 1~5 mm 的沙石的泔水装入瓶中放入冰箱中冷冻保存。

荧光峰值,物质,泔水,有机物

microbial by.product.like）、芳香族蛋白质、腐殖酸、氨基酸、富里酸和表面活性剂等有机物，其中类蛋白有机物是生活污水的主要污染物。利用泔水作为外加碳源会带入蛋白质等有机物，因而研究进出水中 DOM 的变化更能评估泔水作为碳源的可行性以及有机物的利用状况，利用三维荧光研究泔水作为外加碳源的情况下进出水 DOM 的变化，结果如图 2.13 所示。从图中可以看出不同时期进出水主要包含两个荧光峰，分别为 T（EX/EM:275/345~355）和 S（EX/EM：220~240/325~365），其中 T 峰为生物降解来源的酪氨酸形成的荧光峰，代表与微生物降解产生的可溶性微生物副产物；S 峰为色氨酸类芳香族蛋白质，与 DOM 中芳环氨基酸结构有关[80-82]。相较于 R2 反应器，，R1 反应器因为使用乙酸钠作为碳源，所以出水中的荧光峰值较低，几乎没有荧光峰出现（未展示出来）。图 2.12 代表不同阶段 R2 反应器进出水三维荧光图，S峰值出水降低较明显，有时甚出水中甚至没有检测到芳香族蛋白质，说明进水中的部分蛋白质被微生物利用；相较于 S 峰值的明显降低，T 峰值没有明显降低，有的荧光峰值甚至稍微上升，这可能与泔水中的有机物种类复杂被微生物降解产生了可溶性微生物副产物，没有及时被微生物利用造成出水值偏高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

【参考文献】