活性初沉系统碳源回收及其作用机制研究

发布时间：2020-11-13 18:30

　　 目前,我国城市污水处理厂普遍存在碳源不足的情况,其中初沉池的设置对于碳源流失影响较大。对此,本研究探究了传统平流式初沉池运行过程中碳源流失情况及其粒径分布,表明传统城市污水厂初沉池对SS的去除率达38.59%,同时去除了41.87%的颗粒有机物,大量碳源在初沉系统中无效流失。针对现有城市污水处理厂初沉池碳源流失的问题,提出一种机械淘洗与污泥发酵强化颗粒碳源原位释放与回收的活性初沉技术,从而实现对无效流失的颗粒态碳源的回收利用。通过建立的碳源回收活性初沉系统,对城市污水碳源的回收与利用进行了研究,结果表明,该系统可有效提高出水中快速生物降解碳源与慢速生物降解碳源的含量。进一步通过序批式试验研究了不同工况下活性初沉系统回收的碳源对反硝化速率以及厌氧释磷速率的影响,表明活性初沉系统回收的碳源可显著提高脱氮除磷效率。其中,快速生物降解碳源将传统的反硝化速率由4.20mgN/gVSS·h提高至5.17mgN/gVSS·h,对应的耗碳速率由29.00mgC/gVSS·h提高至60.00mgC/gVSS·h;慢速生物降解碳源将传统的反硝化速率由1.38mgN/gVSS·h提高至1.41mgN/gVSS·h,对应的耗碳速率由4.86mgC/gVSS·h提高至5.43mgC/gVSS·h。不同工况下出水释磷速率也有较大区别,由2.75 mgP/gVSS·h提高至6.55 mgP/gVSS·h,且活性初沉池比传统初沉池释磷时间增加33%。传统初沉池和活性初沉池能利用的有机物有一定的差别,传统初沉池出水有机碳被利用的百分含量为35.66%,而活性初沉池出水有机碳被利用的百分含量为49.38%。对污泥EPS和DOM进行组分分析,表明活性初沉池能有效促进污泥组分中碳水化合物的释放,并且有利于产生易于被生物利用的溶解性有机物,使得系统出水可利用碳源增加,为后续生物处理单元脱氮除磷作贡献。通过高通量测序手段探究了初沉发酵污泥中微生物种群分布,表明醋酸杆菌(Acetobacter)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、氨基酸杆菌(Acidaminobacter)等重要产酸菌在活性初沉系统中的相对丰度均高于传统初沉池,活性初沉池碳源的回收使系统产酸菌的相对丰度提高,进而使回收的碳源可被有效利用,提高脱氮除磷效果。
【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】：

西安建筑科技大学硕士学位论文节池的作用，减缓水质与水量突然地变化对后续生物处理系统的冲击。目前我国大中型污水处理厂中应用较为广泛的初沉池类型主要为传统平池、竖流式初沉池及辐流式初沉池三种形式。平流式沉淀池池体平面呈和出水分别设置在池长的两端（示意图见图 1.1）。

图 1.1 平流式沉淀池了保证恰当的流速与沉降速率，池的长宽比不小于 4，长深比范围为淀区池长不宜大于 60m，有效水深一般为 2m~4m 左右，最大水平流mm/s，一般为 5mm/s，水力停留时间 HRT 一般取 1.5~2.0h。池子的斗，排泥周期一般取 1~2d，用来收集链条式刮泥机刮下的初沉污泥行进速度一般为 0.3~1.2m/min，池底纵坡的设置不宜小于 0.01。平流效果好，运行方便，在城市污水处理厂中使用较广泛，但占地面积型污水处理厂。流式初沉池示意图见图 1.2，根据竖流沉淀池的流态特征，径深比不沉淀池内，水流水平分速为零，垂直沉速一般取 0.5~0.8mm/s，表.0~3.0）m3/(m2 h)，沉降时间 t=(1.0~2.0)h。为了防止对沉淀区产生影流速不宜过大，一般不超过 0.03m/s。

图 1.3 辐流式沉淀池（刮渣板装在刮泥机桁架一侧）1 驱动；2 装在桁架上的刮渣板；3 桥；4 浮渣挡板；5 转动挡板；6 转筒；7 排泥管；8 浮渣刮板；9 浮渣箱；10 出水堰；11 刮泥板根据辐流式沉淀池的流态特征，径深比范围宜为 6~12，为了减少对沉淀效果的影响，池径宜小于 50m，池中心深度为 2.5~5.0m，表面负荷和沉降时间的设计取值范围一般为：q=(2.0~3.6) m3/(m2 h)，t=(1.5~2.0)h。配有中心传动或周边驱动的桁架式刮泥机，沉于池底的泥渣借用污泥泵采用机械排泥排出。这种沉淀池的中心进水口处流速较大，且呈紊流，容易影响初期沉降效果。1.2.2 影响初沉池处理效果的因素（1）表面负荷影响初沉池运行的主要因素为表面负荷（q），一般初沉池的表面负荷为1.0~3.0m3/m2 h，若表面负荷降低，u0减小，则可有效沉降的悬浮物增加，使悬浮物的去除率增加。
【参考文献】

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本文编号：2882488