废水COD组分S_S、X_S和S_A的表征方法及其应用

发布时间：2020-05-30 12:44

【摘要】： 准确掌握废水的生物降解特性是废水生物处理工程设计和处理设施运行优化的必要前提,也是活性污泥系列模型(Activated Sludge Model,ASM)理论研究和应用开发的基础工作。本论文基于活性污泥模型COD组分的划分概念,重点解决其中几种关键组分(VFA、RBCOD和SBCOD等)的表征方法的科学性、准确性和实用性等问题,并综合有关废水COD组分测试和表征方法的已有研究成果,提出了一套废水COD组分表征基准化方法,并将这套方法进行了实例应用研究,得到如下结论: (1)发展了测定废水中挥发性脂肪酸(VFA)的9点pH值滴定法。通过实验验证表明该方法是一种操作方便、准确度和精确度较高、具有很好的重现性和实用性的方法。 (2)乙酸浓度为10～50mg/L液时,测定结果的绝对误差在1mg/L以内,相对误差介于-6.6%～1.1%之间,变异系数小于6%。相对误差和变异系数均随乙酸浓度的增大而减小,结果均在6%以内。当乙酸与碳酸盐缓冲体系、磷酸盐缓冲体系以及氨缓冲体系等共存时,测定结果的相对误差控制小于8%,变异系数则小于5%。实验结果表明,9点pH值滴定方法准确度高、重现性好、简单实用,且受其它缓冲体系存在的影响小。 (3)应用9点pH值滴定法对实际废水中VFA进行测试,通过离子色普法对测试结果进行验证。试验结果表明:9点pH值滴定法的测试结果是废水中挥发性脂肪酸的总量,使用的离子色谱法能够测试乙酸和丙酸的含量,乙酸与丙酸之和大约占废水中总VFA的90%左右,这也与之前的文献报道结果相符。 (4)氧利用速率(Oxygen Uptake Rate, OUR)是异养微生物利用基质进行新陈代谢的外部响应,呼吸速率曲线包含了大量的生物反应、物理化学反应信息。论文基于活性污泥模型的好氧异养代谢过程动力学解析提出一种同时表征废水中的RBCOD与SBCOD组分的呼吸测量方法,解决了之前呼吸测量OUR曲线台阶判别法的主观性问题。 (5)论文提出的呼吸测量OUR曲线ASM解析法所得的结果与传统的OUR曲线台阶判别法有着明显差异,RBCOD小于后者,但前者所得SBCOD大于后者。这是由于后者认为SBCOD的水解一直保持在一个恒定的速率直到RBCOD降解完毕,从而低估了SBCOD降解的OUR,也与ASM的好氧水解理论相矛盾。 (6)基于9点pH值滴定法、呼吸测量OUR曲线ASM解析法和常规水质分析方法,提出了一套表征废水COD组分的基准化方法,运用这套方法可以测试废水中可发酵易生物降解组分(SF)、发酵产物组分(SA)、慢速可生物降解组分(XS)、溶解性不可生物降解组分(SI)和颗粒性不可生物降解组分(XI)等。 (7)应用所提出的基准化表征方法对重庆市主城的井口污水处理厂、茄子溪污水处理厂以及三峡库区的长寿污水处理厂的进水COD组分进行了表征,实验结果表明,基准化表征方法所得的进水COD组分能很好地表达污水处理厂进水水质特征,可以为污水处理厂针对水质特性优化工艺运行提供参考。 (8)以加拿大Hydromantis公司开发的GPS-X5.0软件为工具,在运用进水COD组分表征结果和污水处理厂的具体工艺条件校核ASM1后,对茄子溪污水处理厂的污水处理过程进行了模拟,结果表明:污水处理厂出水COD、NH4-N以及TN的模拟结果与实测值的误差小于10%。准确的COD组分表征提高了模型模拟的精度,更能真实地反映所研究污水厂运行中存在的实际问题。
【图文】：

hydrolysis 1.9 0.18(Primary effluent) hydrolysis 3.8 0.2 hydrolysis 2.1 0.3articulate COD 1.2 0.1default valuesASM1 3 0.03 Henze et aASM2 3 0.1 Henze et aASM3 3.4 1 Gujer et aetal assesmente hydrolysis 2.6 0.45 Orhon et a hydrolysis Orhon et a Hydrolysis 3.1 0.2 Hydrolysis 1.2 0.5

在利用OUR 来表征废水中的相关组分时，模型的选取以及模型组分的选取至关重要。图1.4 表示的是 Orhon 通过试验研究证实的模型选取的正确与否，直接关系到所得OUR 曲线与模型的吻合性，，其中（a）为单水解模型；（b）为双水解模型。图 1.4 分别应用单水解模型与双水解模型拟和 OUR 曲线图[55]Fig1.4 Calibration of the OUR data for domestic sewage using(a)a single hydrolysis mode(b)a dualhydrolysis model选择正确的模型与模型组分是正确利用 OUR 信息的首要前提。那么，在得到一条完整的 OUR 曲线之后，如何将 OUR 曲线分段，从而得到 RBCOD 降解曲线和 SBCOD 降解曲线的问题，一种传统的做法是通过优化试验条件，得到分段较为明显的 OUR 曲线，然后人为判断 RBCOD 与 SBCOD 降解曲线的交点
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703

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本文编号：2688148