连续流网板反应器效用及其内好氧颗粒污泥形成机理研究

发布时间：2017-08-22 08:25

  本文关键词：连续流网板反应器效用及其内好氧颗粒污泥形成机理研究

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【摘要】：好氧颗粒污泥是在水流剪切力作用下,由微生物凝聚而形成的颗粒状聚集体,因其具有较好的生物活性、沉淀性能、耐有机负荷冲击、对污染物质较强的去除能力,在污(废)水处理领域得到了许多关注。然而,现有大部分关于好氧颗粒污泥的研究成果都是在UASB或SBR中得到的,虽然有一些在连续流中成功培养出好氧颗粒污泥的报道,但是这些文献都没有详细分析连续流反应器的设计原理及连续流运行条件下,好氧颗粒污泥形成的具体机理。本文从好氧颗粒污泥的性质和影响好氧颗粒污泥形成的因素出发,在近年来其他学者培养好氧颗粒污泥所采用的连续流反应器的基础上,结合ABR反应器、厌氧—好氧交替工艺及泳动床的启发,设计出了一种连续流折流式反应器,并在其中加设网板,进行好氧颗粒污泥的培养。同时,为进一步阐明网板的作用,设计了对比实验并在同一周期内进行好氧颗粒污泥的培养。实验采用絮状污泥为接种污泥,使用实际生活污水为基质进行好氧颗粒污泥的培养。在相同的操作运行参数下,加设网板的反应器R1在第10d时即有颗粒晶核的出现,在第30d左右其内好氧颗粒污泥成熟。稳定后R1内的好氧颗粒污泥的平均粒径为3.0mm。而未加设网板的反应器R2在第15d时出现颗粒污泥,在第44d时其内好氧颗粒污泥成熟,粒径为1.0—3.0mm。且反应器R1中的好氧颗粒污泥其沉降性能、稳定性都要优于R2中形成的好氧颗粒污泥。此后反应器R1一直稳定运行至100d,而反应器R2在第63d时出现好氧颗粒污泥的解体现象,第65d时出水水质急剧下降,反应器被迫停止运行。在好氧颗粒污泥的形成过程中,反应器R1对污染物的去除性能要明显优于反应器R2。R1对污水中各污染物质的最大去除率分别为:CODcr 94%,TN 85%,NH3—N 93%,TP 81%。相比之下R2对污水中各污染物质的最大去除率分别为:CODcr 84%,TN 72%,NH3—N 84%,TP 73%。这种差异主要产生的原因主要有以下两点:(1)得益于网板对污泥的截留作用及其上生长的生物膜,反应器R1中的生物量及生物种群数相比R2更多;(2)反应器R1中形成的好氧颗粒污泥其生物活性要比R2中的好。进一步明确网板在好氧颗粒污泥形成过程中的作用机理,本文从微生物和流体力学两个角度,分析了网板的促进作用并得出以下结果:(1)网板上形成的生物膜在水流剪切力的作用下脱落,成为好氧颗粒污泥形成的初始凝聚核,这缩短了好氧颗粒污泥形成的时间。而R2中微生物初始凝聚核的形成要经过无规律的碰撞和吸附过程。(2)fluent软件模拟显示,在反应区在增设网板可优化水流的运动状态,这一方面为生物膜的脱落创造了外部条件,另一方面也可对脱落的生物膜进行絮体的塑形作用。网板通过这两方面的作用效果,促进了好氧颗粒污泥的形成。
【关键词】：好氧颗粒污泥 连续流反应器 ABR反应器 网板
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1.绪论10-21
• 1.1 我国水资源现状及传统活性污泥法概述10-11
• 1.1.1 我国水资源及水污染概况10
• 1.1.2 传统活性污泥法处理生活污水10-11
• 1.2 好氧颗粒污泥技术11-20
• 1.2.1 好氧颗粒污泥技术概况11-12
• 1.2.3 好氧颗粒污泥的性质12-14
• 1.2.4 好氧颗粒污泥形成机制14
• 1.2.5 影响好氧颗粒污泥形成的因素14-20
• 1.3 本课题的研究目的及内容20-21
• 1.3.1 本课题的研究目的及意义20
• 1.3.2 本课题的研究内容20-21
• 2.实验材料及分析方法21-40
• 2.1 连续流好氧颗粒污泥反应器研究进展21-30
• 2.1.1 三相分离器分离21-25
• 2.1.2 筛网过滤分离25-26
• 2.1.3 沉淀区重力沉降分离26-28
• 2.1.4 膜分离28-30
• 2.1.5 存在的问题30
• 2.2 反应器的设计及建议30-38
• 2.2.1 连续流好氧颗粒污泥反应器需满足的基本的条件30-31
• 2.2.2 连续流好氧颗粒污泥反应器的设计思路31-34
• 2.2.3 连续流好氧颗粒污泥反应器的设计方案34-36
• 2.2.4 连续流好氧颗粒污泥反应系统的建立36-38
• 2.3 实验用水及接种污泥38
• 2.4 分析项目及所用仪器设备38-40
• 3.连续流折流式网板反应器快速培养好氧颗粒污泥研究40-64
• 3.1 实验方法40-41
• 3.2 连续流折流式反应器中好氧颗粒污泥形成过程及性质比较41-53
• 3.2.1 反应器R1与R2好氧颗粒污泥形成过程比较41-43
• 3.2.2 反应器R1与R2中污泥生物相变化的比较43-44
• 3.2.3 反应器R1与R2中好氧颗粒污泥性质随时间变化的比较44-53
• 3.3 连续流折流式反应器对污染物去除效率的比较分析53-63
• 3.3.1 反应器R1、R2对有机物去除性能比较及分析53-56
• 3.3.2 反应器R1、R2脱氮机理及其对氨氮、总氮去除性能比较与分析56-60
• 3.3.3 反应器R1、R2对总磷去除性能比较及分析60-63
• 本章小结63-64
• 4.连续流折流式网板反应器中好氧颗粒污泥形成的机理分析64-73
• 4.1 连续流折流式反应器中好氧颗粒污泥形成过程的推演64-67
• 4.2 网板在促进好氧颗粒污泥形成过程中的流体力学机理67-72
• 4.2.1 物理模型和边界条件的设置68-69
• 4.2.2 FLUENT模拟结果69-72
• 4.3 本章小结72-73
• 5.结论与建议73-75
• 5.1 结论73
• 5.2 建议73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-82
• 攻读学位期间发表的学术论文82

【参考文献】

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本文编号：718096