曝气强度和反应器高径比对好氧颗粒污泥稳定性影响研究

发布时间：2020-08-01 07:02

【摘要】：好氧颗粒污泥工艺具有广阔的发展前景,被认为是下个世纪的主流废水处理技术。在序批式反应器(SBR)中,采用人工模拟废水作为进水,最终实现污泥颗粒化。好氧颗粒污泥具有致密的物理结构,优异的沉降性能,高浓度的生物量,在同步脱氮除磷以及降解有毒有害物质等方面具有广阔的应用前景。但低强度进水条件下污泥颗粒化困难,以及长期运行下颗粒容易解体失稳严重制约了好氧颗粒污泥的工业化运用。如何在低强度进水条件下实现污泥颗粒化,以及保持反应器长期高效稳定运行是研究的重点。本论文研究了不同的运行条件(有机负荷、曝气强度、沉降时间、内构件)对污泥颗粒化速率、粒径分布、结构强度及微生物菌群结构的影响,旨在分析不同运行参数与颗粒化、稳定运行及污染物去除效率的互作效果,进而为获取污泥快速颗粒化及高效稳定运行提供技术支持。研究表明,进水有机负荷与污泥EPS含量正相关,提高进水负荷有利于污泥的颗粒化,但过高负荷条件(3 kg/COD~3·d)下形成的颗粒结构松散易破碎;高曝气强度促进结构致密的颗粒形成,但同时抑制污泥颗粒化速率;短沉降时间促进轻质絮体的排出,但在反应器启动初期,过短的沉降时间容易导致污泥过度流失,影响出水水质。研究认为,反应器启动初期采用低强度进水(1.5 kg/COD~3·d),通过逐步提高选择压的方式,可以有效抑制污泥流失,保障启动期的处理效果。增加反应器曝气强度和高径比(H/D)是增强颗粒稳定性的常规策略。论文基于可视化流场测定,基于气泡行为分析探索了曝气强度和高径比(H/D)对颗粒水力剪切的影响。通过设置反应器不同曝气强度和高径比(H/D)的实验中发现由于粘性阻力的存在,增加曝气强度和高径比(H/D)对颗粒所受水力剪切力的强化效果有限,在常规反应器中,水力剪切难以通过增加曝气强度和高径比(H/D)提高,且大大增加了额外的操作费用和建造成本。微生物群落分析表明,由于常规反应器中水力剪切不足,长期运行时颗粒过度生长最终破碎,颗粒中心具有脱氮效果的Paracoccus.sp和Flavobacterium.sp被排出反应器,抑制了同步硝化反硝化作用。在低曝气强度和高径比下,进一步应用筛网来调节大颗粒上的水力剪切力。筛网具有选择性增加大颗粒污泥水力剪切的作用,使得大颗粒上的水力剪切力比常规反应器中高3.0倍左右。具有筛网的反应器始终未出现明显的颗粒解体,且处于最佳粒径范围内的颗粒比例达81.95±5.13%。颗粒有效富集了Paracoccus.sp和Flavobacterium.sp,使得同步硝化反硝化作用得以提升,进而促进了体系的总氮去除能力。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703
【图文】：

浙江工业大学硕士学位论文 2-2）。应器的各个运行条件，由于 R1 和 R2 反应器中的进水浓度较低L），接近实际生活污水的浓度（COD 为 100-300 mg/L），使得中的污泥没有因为环境变化太大而产生过多的 EPS，并在选择量持续增长，最终保持较大的污泥持留量。而 R3 和 R4 反应水浓度过大，进水有机负荷突然提高使得污泥发生粘性膨胀，终导致污泥大量流失，污泥停留时间（SRT）约在 0.91 天。研究T 不利于微生物之间的团聚作用，从而抑制了好氧颗粒污泥al., 2009; Lotito et al., 2012）。R5*反应器在筛网的作用下，最终优的沉降性能和较大的污泥持留量。

图 2-2 五组反应器中 SVI 的变化Figure 2-2. Variation of SVI in five reactors物去除性能变化中低 F/M 有利于污染物的去除，R1 和 R2 反应器中的高污泥强度导致其 COD 和 NH4+-N 的去除效率显著高于其他三组反后，R1 和 R2 反应器中的 COD 去除效率稳定在 98%，NH4+-N 96%。而 R3，R4 反应器由于污泥大量流失，F/M 急剧降低，H4+-N 的去除效率不高，仅为 77%和 70%。内置筛网的 R5*反应D 去除效率降低至 76%，由于后期污泥量的回升，其 COD 去3%（图 2-3），NH4+-N 的去除效率也先降至 80%，后恢复至 8应器 TN 的去除效率差异较大，低进水强度的 R1 和 R2 反应较高，大约在 8 mg/L，TN 去除效率约为 76%，而 R3 和 R4N去除效率不高，但出水基本不含有亚硝酸盐，TN去除效率约为 R5*反应器中 TN 去除效率经过一波波动，最后稳定在 87%（图

图 2-3 五组反应器的 COD 负荷及去除效率igure 2-3. COD loading rate and removal efficiencies of different react图 2-4 五组反应器的氨氮去除效率Figure 2-4. NH4+-N removal efficiencies of different reactors

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋波;丁毅;;曝气强度对膜生物反应器膜污染形成特性影响的研究[J];江苏环境科技;2005年S1期

2 张海丰;孙宝盛;赵新华;许艳红;齐庚申;;曝气强度对膜生物反应器污泥混合液可滤性的影响[J];环境科学;2008年10期

3 许立巍;黄明;张学洪;林华;王晓明;施家刚;;曝气强度对城市污泥重金属生物沥滤过程的影响研究[J];环境工程学报;2009年11期

4 刘阳;张捍民;夏杰;杨凤林;;曝气强度对MBR活性污泥性质和膜污染的影响[J];中国科技论文在线;2008年05期

5 卢刚,郑平,夏凤毅;内循环颗粒污泥床硝化反应器临界曝气强度的研究[J];生物工程学报;2004年05期

6 李春丽;郭劲君;王志强;田瑞;;基于PIV荧光粒子法的膜面气液两相流场特性研究[J];农业机械学报;2016年12期

7 ;研究生论文摘要[J];给水排水;2005年07期

8 杨一帆;;以焦末为载体的生物流化床处理生活污水研究[J];环境研究与监测;2013年03期

9 杨一帆;;以焦末为载体的生物流化床处理生活污水研究[J];再生资源与循环经济;2013年09期

10 郭海燕;郭祯;柳志刚;张寿通;周集体;;不同曝气强度下SBMBBR和SBR脱氮除磷性能对比研究[J];环境科学学报;2012年03期

相关会议论文 前1条

1 林琳;李海波;曹宏斌;李玉平;李庆余;;焦化废水短程硝化工艺影响因素的考察及动力学研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第二卷）[C];2009年

相关博士学位论文 前2条

1 李辰;一体式膜生物反应器系统优化及脱氮性能研究[D];西安建筑科技大学;2010年

2 赵丰;水培植物净化城市黑臭河水的效果、机理分析及示范工程[D];华东师范大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 王奇;修正ASM-CFD耦合仿真在MBR运行及条件优化中的应用研究[D];东华大学;2019年

2 周峗成;曝气强度和反应器高径比对好氧颗粒污泥稳定性影响研究[D];浙江工业大学;2019年

3 周建新;不同曝气强度下群体感应淬灭对MBR膜污染的影响[D];湖南大学;2018年

4 程刚;外置式AFDMBR城市污水处理技术研究[D];武汉科技大学;2018年

5 史亚威;GM及气液两相流场在MBR中的应用研究[D];天津工业大学;2018年

6 仵海燕;MBR中微生物产物对膜污染的影响机制研究[D];中国环境科学研究院;2012年

7 刘婧晶;污水生物脱氮过程中N_2O的产生及相关酶的研究[D];西安建筑科技大学;2014年

8 庞天一;多种环境条件影响下沉积物吸附阿特拉津优化模型研究[D];吉林大学;2013年

9 戴莹;MBR处理印染废水过程中EPS的变化规律及其控制方法[D];南京师范大学;2013年

10 罗应东;污泥颗粒化过程及曝气条件对好氧颗粒的影响研究[D];华中科技大学;2011年

本文编号：2777133