基于蓝铁石结晶的污水强化除磷法连续流试验研究

发布时间：2017-05-17 03:11

  本文关键词：基于蓝铁石结晶的污水强化除磷法连续流试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磷酸盐在工、农业生产中有着不可替代的作用,但磷在自然界的流动在较短的时间基本上是单向的,如何保护和利用有限的磷资源是各国政府和学者研究的重要课题。城市污水中磷浓度可达6-23mg/L,其去除与回收具有十分重要的现实意义。蓝铁石结晶的污水/污泥磷回收(Phosphorus Recovery via Vivianite Crystallization,简称PRVC)技术,通过在厌氧污泥消化系统内投加Fe,促成Fe3(PO4)2·8H2O的结晶沉淀,从而达到磷去除和回收的目的。该技术无需新增污水/污泥处理设施,获得的蓝铁石产品价值可远超投加的低品质Fe(Ⅲ),因此具有十分广阔的应用前景。本论文通过搭建包括连续流A2/O单元与含铁运行污泥厌氧消化单元的PRVC型污水生物处理工艺系统,研究了投加Fe(Ⅲ)在污泥厌氧消化系统中的还原作用,及其对污泥厌氧发酵过程和产甲烷的作用；考察了含铁消化液回流至生物主体处理系统后,Fe在A2/O主体处理系统各单元中的形态与分布及其对主体处理系统COD降解与脱氮除磷效率的影响。得到主要结论如下：(1)投加FeOOH至厌氧消化系统后,大部分Fe以0.5M HCl不可提取Fe的形式存在,除一部分为污泥微生物结合态,主要去向可能为Fe(Ⅱ)的沉淀物,而液相的Fe以溶解态Fe(Ⅱ)为主。含铁消化液回流至A2/O主体处理系统,系统各单元中的Fe主要以溶解态的形式存在,厌氧池和缺氧池以Fe(Ⅱ)的形式为主,好氧池中的Fe主要为Fe(Ⅲ)。(2)投加Fe(Ⅲ)对污泥厌氧消化体系的产酸发酵过程有一定的促进作用,对产甲烷菌有轻微的抑制作用。总体上看,Fe(Ⅲ)的厌氧还原促进了厌氧消化过程中污泥有机质的降解。消化池含铁上清液回流至主体处理系统后,由于污泥生物量的增加,污水COD去除略有加强。(3)污泥消化系统中Fe(Ⅲ)的投加及其还原可使系统的除磷效率提高35.1%,在污泥表面观察到有类似蓝铁石Fe3(PO4)·8H2O的结晶产物生成。消化池含铁上清液回流后,生物主体处理系统的除磷效率亦有所提高。Fe(Ⅱ)可作为电子供体促进了缺氧池的反硝化作用,整体系统总氮去除率升高了15.9%。(4)投加FeOOH可有效改善消化污泥脱水性能,含Fe运行时消化污泥比阻下降86.2%。消化池含铁上清液回流至生物主体处理系统后,各池污泥的浓度上升11.86%,沉降性能也有小幅提高。
【关键词】：连续流 蓝铁石结晶 生物除磷 污泥 厌氧消化
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-28
• 1.1 课题来源与研究背景9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.2 磷去除与回收国内外研究现状10-16
• 1.2.1 人工湿地除磷10-11
• 1.2.2 强化生物除磷11-13
• 1.2.3 化学沉淀除磷13-14
• 1.2.4 结晶法除磷14-16
• 1.3 铁的生物还原概述16-22
• 1.3.1 异化铁还原菌16-18
• 1.3.2 异化铁还原机理18-20
• 1.3.3 异化铁还原过程影响因素20-22
• 1.4 污泥厌氧消化概述22-26
• 1.4.1 城市污泥的性质22-23
• 1.4.2 污泥厌氧消化过程机理23-24
• 1.4.3 污泥厌氧消化的影响因素24-26
• 1.5 研究内容及技术路线26-28
• 1.5.1 研究内容26
• 1.5.2 技术路线26-28
• 2 实验材料与方法28-40
• 2.1 处理系统的选择28
• 2.2 实验装置与仪器28-34
• 2.2.1 反应器设计28-33
• 2.2.2 实物装置33-34
• 2.3 试验材料34-36
• 2.3.1 试验用水34
• 2.3.2 接种污泥34-35
• 2.3.3 三价铁源FeOOH的制备35-36
• 2.4 反应系统的运行36-37
• 2.5 样品分析方法37-40
• 2.5.1 常规指标检测方法37
• 2.5.2 挥发酸的测定37-40
• 3 PRVC单元的运行效能分析40-50
• 3.1 PRVC污泥厌氧消化系统中Fe(Ⅲ)的还原40-44
• 3.2 Fe(Ⅲ)投加对污泥厌氧消化系统效能的影响44-49
• 3.2.1 投加Fe(Ⅲ)污泥消化系统VFAs的变化44-46
• 3.2.2 投加Fe(Ⅲ)对污泥厌氧消化系统产甲烷作用的影响46-47
• 3.2.3 投加Fe(Ⅲ)污泥消化系统COD的变化47-49
• 3.3 投加Fe(Ⅲ)对污泥脱水性能的影响49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 含铁消化液回流对生物主体处理系统的影响50-61
• 4.1 生物主体处理系统中Fe的存在形态及分布50-53
• 4.2 含铁消化液回流对生物主体处理系统COD的影响53
• 4.3 含铁消化液回流对生物主体处理系统除磷的影响53-55
• 4.4 含铁消化液回流对生物主体处理系统脱氮的影响55-58
• 4.5 含铁消化液回流对生物主体处理系统活性污泥性质的影响58-60
• 4.6 本章小结60-61
• 5 结论与展望61-62
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-68
• 个人简介68-69
• 导师简介69-70
• 获得成果目录70-71
• 致谢71

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本文编号：372440