低高径比SBR中好氧颗粒污泥的培养及形成机理

发布时间：2020-10-14 01:01

　　 好氧颗粒污泥形状规则、结构密实、沉降性好、抗冲击负荷能力强,在废水生物处理中具有明显的应用优势。但目前对颗粒污泥的形成及控制理论尚未建立,仍在研究中。已报道的好氧颗粒污泥相关研究中,污泥颗粒化多发生于高径比大于5的鼓泡反应器,与其他构型的反应器相比,较大的高径比提供了较高的水力剪切力、较长的循环途径及较高的污泥碰撞频率,使微生物絮体更易于形成形状规则的颗粒污泥。但在工程应用上,大高径比有造价高、运行管理困难等限制。高径比减小后,水力剪切力较弱、循环途径较短,相对不利于颗粒形成。近年来低高径比反应器的相关研究大多运行条件复杂或颗粒化时间较长。因此,进行低高径比反应器中好氧污泥颗粒化及机理研究十分必要。本研究采用两个圆柱形低高径比(H/D=1.2)SBR反应器培养好氧颗粒污泥,分别依靠曝气-水平机械搅拌(R1)和鼓泡曝气(R2)提供水力剪切力,考察了污泥的颗粒化情况,对水平机械搅拌提供的水力剪切力进行了定量研究,解析了不同剪切条件下反应器内的流态分布及其在颗粒形成中的作用,以期对低高径比反应器中好氧颗粒的培养提供理论依据。研究结果表明:1.两种水力剪切条件下活性污泥均成功实现颗粒化。R1中30 d颗粒成熟,成熟颗粒污泥的均值粒径为1.12 mm,SVI为41.96 mL·g~(-1);R2中35 d颗粒成熟,成熟颗粒污泥的均值粒径为1.67 mm,SVI为55.78 mL·g~(-1),但很快颗粒解体;2.R1中颗粒污泥表面所受平均剪切速率与机械搅拌转速和表观气速正相关,机械搅拌转速对剪切速率的贡献远大于表观气速,前者指数约为后者的37.48倍;成熟颗粒污泥表面所受的平均剪切速率为27.25 s~(-1),所受的剪切应力为3.38×10~(-2)N·m~(-2);成熟颗粒均值粒径在所受剪切力对应的耗散范围内,颗粒表面所受剪切力主要来自水平机械搅拌产生旋涡流的能量耗散;3.由于污泥颗粒化过程中所受剪切力大小不同,R1、R2所形成的成熟颗粒污泥各项理化性质均有所不同;4.R1中水平机械搅拌产生的旋涡二次流是促使好氧污泥颗粒化的关键条件;R2实际运行中曝气头位置发生偏移,优化了反应器内部流态,促进了好氧颗粒的形成。在剪切力大小合适的情况下,反应器内的流态分布是决定颗粒能否形成的关键因素。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

3.19 R2 § SVI SV30/SV5期内 DO 变化0 为 R2 第 35 d 成熟颗粒在 SBR 周期内 DO 变化情况。整个.2 mg·L-1之间，1 min 进水后，污泥消耗基质的同时消耗溶件的较低水平。20 min 左右系统中的基质所剩不多，DO in 上升至 7.0 mg·L-1，系统内进水基质被大量消耗，DO 趋于

3.23 R2 35 d §知，NO2--N 浓度先升高后降低，硝化反应使部度的限制和持续的硝化作用下，累积的 NO2--N 被 NO2--N 接近 0 mg·L-1；NO3--N 浓度始终呈上升和反硝化共同作用的结果，出水 NO3--N 浓度为足，NH4+-N 去除效果良好，整个周期内浓度呈

(a) (b) (c) ( 5.1图 5.1 为不同低高径比反应器中的流态示意图(本课题组反应器流态模拟果) 。本次试验中反应器高径比较小，接近 1.2，仅曝气条件下污泥循环路程较短反应器中心流体向上运动，靠近壁面处流体向下运动，在轴向截面形成一对以线为中心的纵向的对称环流(图 5.1a) 。且由于反应器横截面积较大，相比之下气头所能涉及的范围有限，系统中不仅反应器底部左(右)下角位置易出现“死区而且流体易于向各个方向随机运动，流态相对复杂。此时，污泥絮体碰撞取向循环路径随之改变，流体运动具有一定随机性，并不利于污泥絮体之间有效碰撞二次流是指一定的主流速度下，在一定几何边界条件下作曲线运动的黏性体所产生的一种有规律的伴随运动[89, 90]。二次流形成后，伴随运动轨迹与原本主流运动轨迹结合，产生更复杂的旋涡流态。应用到具有水平机械搅拌的好氧粒污泥培养系统后，反应器中的污泥循环路程增大，污泥之间的碰撞几率增加本研究中在底部曝气基础上增设水平机械搅拌的 R1 反应器就是利用了二次流
【参考文献】

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1 李冬;苏庆岭;梁瑜海;吴青;张杰;;机械搅拌对CANON污泥快速颗粒化的影响[J];中国环境科学;2015年01期

2 郭安;王然登;彭永臻;;好氧颗粒污泥形成及稳定运行的研究进展[J];水处理技术;2015年01期

3 曹秀芹;崔伟莎;王洪臣;齐鲁;李彩斌;王立宁;;污泥流变特性及其变化规律的研究进展[J];环境工程;2014年10期

4 闫立龙;刘玉;任源;;胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展[J];化工进展;2013年11期

5 霍金阁;张迪龙;唐妍涤;李美姣;于耀淳;王宇彤;;看连续流气提式好氧颗粒污泥流化床污泥颗粒化机理研究[J];中国科技投资;2013年20期

6 鲁文娟;陈希;袁林江;;连续流传统活性污泥系统中好氧颗粒污泥的培养[J];环境工程学报;2013年06期

7 易诚;湛含辉;陈津端;程胜高;;搅拌-序批式活性污泥反应器(WSBR)中好氧颗粒污泥的特性研究[J];环境科学学报;2011年02期

8 湛含辉;钟乐;;二次流场促进颗粒污泥成型的研究[J];环境工程;2009年S1期

9 艾石基;解庆林;马丽丽;游少鸿;纪宏达;容小清;;好氧颗粒污泥颗粒化影响因素及应用现状[J];环境科学与管理;2009年05期

10 卞子敏;袁林江;;生活污水悬浮体去除特性试验及对后续生化处理的影响研究[J];水资源与水工程学报;2009年02期

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2 许鹏成;曝气对MBR出水水质及膜污染影响的研究[D];华北电力大学;2012年

3 王然登;生物除磷体系中颗粒污泥的形成机理及其特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

本文编号：2839947