厌氧—缺氧—好氧活性污泥系统中典型有机物迁移转化研究

论文摘要

有机物是城市生活污水中的主要污染物质，它对活性污泥系统的污水处理效果及后续的污泥处理和大气污染控制有较大影响，因此从液、固、气三相平衡的角度，研究活性污泥污水处理系统中有机物迁移转化过程有着非常重要的意义。 本研究总体思路为：首先，对生活污水中有机物的化学组成和性质进行分析，选择若干种具有代表意义的典型有机物作为研究对象，并确定污水、污泥和大气中典型有机物含量测定方法；接着，确定常用活性污泥处理工艺——厌氧／缺氧／好氧（AAO）工艺去除典型有机物的最优工况条件；然后，研究典型有机物的厌氧、缺氧和好氧去除机理，求出这些典型有机物在城市污水浓度范围内厌氧、缺氧和好氧状态下的生物降解动力学方程，并在上述机理研究的基础上，得出典型有机物在AAO工艺最佳工况条件下的迁移转化规律；最后，本研究还分析了典型有机物和活性污泥数学模型（ASMs）水质特性参数之间的关系。 本研究对同济新村生活污水中有机物种类及其含量进行了检测，共检出20种常量有机物（mg／L级）和90种痕量有机物（μg／L级），其中11种为内分泌干扰物；蛋白质类、糖类、油脂类等分别占总有机碳的34.56％、20.52％、6.04％，是污水中有机物的主要成分。通过比较分析，选择了蛋白质、糖类、油脂、直链烷基苯磺酸钠（LAS）、甲苯、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）和萘等七种典型有机物作为研究对象，并选择Folin-酚法测定蛋白质，蒽酮比色法测定糖类，气相色谱法测定油脂、甲苯和萘，液相色谱法测定LAS和DEHP。 本研究通过分析厌氧／缺氧／好氧（AAO）工艺中厌氧、缺氧、好氧各段的有机物的去除效果，来确定该工艺去除典型有机物的最佳工况条件。试验结果表明：（1）在温度25℃、污泥回流比100％和混合液回流比100％的情况下，AAO系统去除典型有机物的最佳工况条件是：厌氧池停留时间1.6hr，缺氧池停留时间1.6hr，好氧池停留时间4.8hr，泥龄15d。（2）在上述工况下，CODcr去除率为87.78％，TN的去除率为68.60％，TP的去除率为87.27％，蛋白质、糖类、脂类、LAS、甲苯、DEHP和萘的去除率为96.91％、90.31％、98.15％、99.62％、89.31％、96.47％和84.63％。这表明AAO工艺不但能取得较好的脱氮除磷效果，

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题名称与来源
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 城市污水的化学组成
• 1.2.2 生活污水处理中有机物迁移转化研究
• 1.2.3 存在问题
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 主要创新点
• 1.6 技术路线
• 第二章 城市污水中典型有机物的选择及其测定
• 2.1 生活污水中有机物组成及性质分析
• 2.1.1 试验材料和方法
• 2.1.2 生活污水中有机物组成分析
• 2.1.3 生活污水中有机物性质
• 2.2 生活污水中典型有机物的选择
• 2.2.1 蛋白质、糖和油脂
• 2.2.2 LAS
• 2.2.3 甲苯
• 2.2.4 DEHP
• 2.2.5 萘
• 2.3 典型有机物测试方法的选择
• 2.3.1 糖类测试方法的选择
• 2.3.2 蛋白质测试方法的选择
• 2.3.3 油脂测试方法的选择
• 2.3.4 LAS测试方法的选择
• 2.3.5 甲苯测试方法的选择
• 2.3.6 DEHP测试方法的建立
• 2.3.7 萘的测试方法的建立
• 2.4 典型有机物与COD的比例关系
• 2.5 小结
• 第三章 典型有机物在AAO系统中的迁移转化研究
• 3.1 AAO工艺概况
• 3.1.1 AAO工艺流程
• 3.1.2 AAO工艺原理及特点
• 3.2 试验路线与方法
• 3.2.1 试验工艺参数的选择
• 3.2.2 试验研究步骤
• 3.2.3 试验方法和材料
• 3.2.4 试验计算说明
• 3.3 HRT对典型有机物去除的影响分析
• 3.3.1 HRT对常规指标去除的影响
• 3.3.2 HRT对蛋白质、糖类和油脂去除的影响
• 3.3.3 LAS的迁移转化
• 3.3.4 甲苯的迁移转化
• 3.3.5 DEHP的去除情况分析
• 3.3.6 萘的去除情况分析
• 3.3.7 改变停留时间期间AAO工艺运行的主要结论
• 3.4 SRT对典型有机物去除的影响分析
• 3.4.1 SRT对常规指标去除的影响分析
• 3.4.2 SRT对蛋白质、糖类和油脂去除的影响
• 3.4.3 LAS的迁移转化
• 3.4.4 甲苯的迁移转化
• 3.4.5 DEHP的去除情况分析
• 3.4.6 萘的去除情况分析
• 3.4.7 改变泥龄工况条件下AAO运行结果
• 3.5 最佳工艺条件的确定
• 3.6 AAO系统最佳工艺条件下的分子量分布
• 3.6.1 AAO系统各池出水有机物分子量分布特征
• 3.6.2 AAO系统各池出水与EPS分子量分布
• 3.7 AAO工艺最佳工艺条件下荧光光谱变化分析
• 3.8 最佳工况时碳、氮和磷的物料平衡
• 3.8.1 C物料平衡
• 3.8.2 N物料平衡
• 3.8.3 P物料平衡
• 3.9 小结
• 第四章 典型有机物在AAO系统中的去除机理研究
• 4.1 有机物去除理论概述
• 4.1.1 有机物生物降解机理
• 4.1.2 有机物吸附理论
• 4.1.3 典型有机物挥发理论
• 4.2 典型有机物降解动力学模型构建思路
• 4.3 试验材料与方法
• 4.3.1 试验材料和装置
• 4.3.2 吸附平衡时间的确定
• 4.4 糖类去除机理分析与模型研究
• 4.4.1 试验测试方法和材料
• 4.4.2 糖类降解产物研究
• 4.4.3 糖类吸附结果
• 4.4.4 糖类降解动力学模型的建立
• 4.5 蛋白质类去除机理分析与模型研究
• 4.5.1 试验材料和装置
• 4.5.2 水解和降解控速步骤的确定
• 4.5.3 GFC分析蛋白质降解的可能途径和产物
• 4.5.4 蛋白质吸附机理研究结果
• 4.5.5 蛋白质降解动力学模型
• 4.6 油脂类去除机理分析与模型研究
• 4.6.1 试验材料和装置
• 4.6.2 油酯降解的可能途径和产物
• 4.6.3 油脂吸附机理研究结果
• 4.6.4 油脂降解动力学模型
• 4.7 LAS去除机理分析与模型研究
• 4.7.1 试验材料和装置
• 4.7.2 LAS降解的可能途径和产物
• 4.7.3 LAS吸附机理研究
• 4.7.4 LAS降解动力学模型
• 4.8 甲苯去除机理分析与模型研究
• 4.8.1 试验材料和装置
• 4.8.2 甲苯降解的可能途径和产物
• 4.8.3 甲苯吸附机理研究
• 4.8.4 甲苯挥发计算
• 4.8.5 甲苯降解动力学模型
• 4.9 DEHP去除机理分析与模型研究
• 4.9.1 试验材料和装置
• 4.9.2 DEHP降解的可能途径和产物
• 4.9.3 DEHP吸附机理研究
• 4.9.4 DEHP降解动力学模型
• 4.10 萘去除机理分析与模型研究
• 4.10.1 试验材料和装置
• 4.10.2 萘降解的可能途径和产物
• 4.10.3 萘吸附机理研究
• 4.10.4 萘的挥发损失的确定
• 4.10.5 萘降解动力学模型
• 4.11 小结
• 第五章 典型有机物与ASMs模型水质特性参数相关性研究
• 5.1 数学模型水质特性参数测试方法
• S的测定'>5.1.1 可溶性快速生物降解有机物S_S的测定
• S的测定'>5.1.2 悬浮性可慢速生物降解有机物X_S的测定
• I的测定'>5.1.3 不可生物降解有机物S_I的测定
• I的测定'>5.1.4 悬浮性不可生物降解有机物X_I的测定
• 5.2 数学模型组分测定结果
• H的测定'>5.2.1 Y_H的测定
• 5.2.2 典型有机物和模型COD组分的关系
• 5.2.3 同济新村生活污水的模型组分的测定
• 5.3 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果