强化复合厌氧技术处理农村污水研究

发布时间：2020-11-11 09:21

　　 近年来,随着农村地区经济、社会发展和居民生活水平的快速提高,农村污水产生量不断增加,农村污水排放已成为影响农村水环境的重要因素之一。针对常规单一厌氧生物技术处理低浓度农村污水启动时间长、处理效率有待提高等问题,本论文进行了强化复合厌氧技术研究。与常规厌氧处理技术相比,复合厌氧技术强化了传质和微生物反应,处理系统的污泥浓度、基质混合和降解推动力高,抗冲击负荷能力强,启动时间短。通过构建强化复合厌氧反应器小试装置,优化厌氧折流区和滤池区结构设计,考察反应器的启动运行条件、启动性能、稳定期污染物去除效果及相关指标沿程变化规律;分别进行水力冲击和水质冲击下的抗冲击负荷研究;基于16S rDNA宏基因组高通量测序技术,综合表征厌氧折流区的优势微生物种群及丰度。主要研究结论如下:启动期进水COD浓度187~380 mg/L,ORP为-100~-300 mV、pH为6.8~7.0,25 d后COD去除率达到70.7%,弹性填料挂膜较好,确定反应器启动成功。稳定期随着HRT从24 h降低至18 h、12 h、8 h和5 h,COD去除率先增加后下降,平均为79.5%;滤池区COD去除贡献率(4.5%)远小于厌氧折流区(75.0%);沼气中CH_4百分比随着HRT的缩短有一定程度下降,OLR为0.13~1.16 kg COD/(m~3·d)时,CH_4产气量随着OLR的增加呈上升趋势,CH_4与OLR的关系为:CH_4(g)=5.56×OLR~(0.80)(R~2=0.80);各格室COD去除贡献率沿程基本呈现递减趋势,其中前端两格室对COD降解占主要作用,为56.8%~60.3%,DOM沿各格室发生分解转化、浓度逐渐降低,和COD的实际去除效果一致。分别进行反应器的水质冲击和水力冲击实验,结果表明,水质冲击后10 h,水力冲击后6 h,反应器可恢复冲击负荷之前的状态。强化复合厌氧反应器处理效果好、抗冲击负荷能力强、运行维护简单,可为小型分散式农村污水处理设施(5 m~3/d)提供借鉴。通过分析EPS三维光谱图得出,反应器各格室中的污泥EPS含量随运行时间呈上升趋势,同一HRT下,污泥EPS含量沿程逐渐减少;通过污泥扫描电镜得出,污泥絮体结构较致密,菌胶团数量较多,内部供物质交流的孔洞和通道十分清晰,污泥表面以球菌为主,短杆菌和丝状菌较少。综合表征厌氧折流区各格室污泥的真细菌和古细菌群落组成,结果表明,第一格室中的微生物多样性最高,而第二格室中微生物丰度最高。门水平上发酵类细菌和产乙酸菌(Firmicutes、Chloroflexi、Proteobacteria和Bacteroidetes)丰度之和在各格室中分别为74.5%、86.7%、78.5%和78.9%。门水平上产甲烷菌(Methanomicrobia、Methanobacteria和Thermoplasmata)丰度之和在各格室中分别为93.7%、96.4%、98.2%和97.7%,可见产甲烷菌的丰度沿格室是逐渐上升的。
【学位单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X703
【部分图文】：

理悬浮物高的污水。厌氧折流板反应器处理农村污水启在的水力死区容易影响反应器运行效果。村污水水量、水质波动大，常规单一厌氧折流板反应器浓度农村污水效率低、启动时间长、效果不稳定等问题合厌氧生物处理技术。本技术有机结合厌氧生物滤池和势，强化传质和微生物反应过程，提高污水中污染物的的启动时间，提高运行稳定性。研究的强化复合厌氧反应器由上部的厌氧折流区和下池区组成，由于传统的 ABR 内部不填充填料，当底部污上升流速较低时，污泥中微生物和底物基质接触往往只，发生沟流和短流现象时，泥水接触不充分，传质效果厌氧折流区填充的立体弹性填料上附着的生物膜能有效。厌氧折流区流失的污泥在反应器底部锥形槽有效沉积 滤料为砾石和陶粒复合滤料，能吸附和降解一定污染物器结构示意图如图 2-1 所示，外观图如图 2-2 所示。

图 2-2 反应器外观图Fig.2-2 Reactor appearance复合厌氧反应器的材质为有机玻璃，长 80 cm，宽 20 cm，高 槽设排泥口和倾斜布水板，拦截部分污泥，反应器上方设上设泥水混合液取样口。生活污水首先经蠕动泵进入 4 个格室然后进入厌氧滤池区。厌氧折流区主要用于去除悬浮态有机机物；滤池区用于进一步去除溶解态有机物，提高污染物的处）设计水量公式：水力停留时间＝容积/流量，容积一定时，流量由 HRT 最短为 5 h，最长为 40 h，反应器有效容积为 120 L，则进L/d。）容积负荷率器的设计进水中 COD 浓度平均为 295 mg/L，反应器的有效容 最短为 5 h，最长为 40 h，容积负荷率为 0.18~1.42 kg COD/（负荷率：VQS0N=

第 3 章 强化复合厌氧反应器启动运行特性第 3 章 强化复合厌氧反应器启动运行特性氧反应器的启动主要是促进微生物适应反应器中特殊厌氧环境中污染物质。顺利启动是反应器稳定运行的关键，由于厌氧微现快速启动，需要在启动期间尽量维持较小的负荷，防止超后逐渐提高负荷。采用维持进水浓度不变，逐步缩短 HRT 的启动方法。启动期D 去除率变化、各格室 pH 和 ORP 变化及 CH4日产气量变化应器的启动运行条件、启动性能及影响因素。COD 去除率变化动期的操作条件为：温度为 35±1 ℃，HRT 由 40 h 逐步缩短到泥，进水 COD 浓度 187~380 mg/L，容积负荷为 0.11~0.38 kg 25 d。考察了反应器在启动期进、出水 COD 浓度和 COD 去除示。
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本文编号：2879024