序批式生物膜反应器处理味精废水工艺特性研究

论文摘要

序批式生物膜反应器（SBBR）是一种将活性污泥法与生物膜法相结合的新型复合式生物膜反应器。试验对SBBR工艺处理味精废水的挂膜启动过程、悬浮填料填充率的优化、最佳运行工况、生物膜特性及动力学模型进行了研究。在挂膜启动阶段,选用了两种不同材料及形状的悬浮填料,分别采用味精废水和人工合成废水进行挂膜,填料填充率均为40%。两种填料生物膜成熟时间分别为40天和30天,成熟生物膜量分别为34mg/g和80mg/g,生物膜厚度均为0.5～1.0mm。挂膜成功后两个反应器对CODcr的去除率分别为90%和95%,NH4+-N的去除率分别为96%和97%,TN的去除率均为80%以上。试验结果表明：当曝气量为0.75m3/h,平均DO浓度为3mg/L, MLSS为3500mg/L左右,填料填充率为30%,SBBR系统可以取得较好的处理效果。运行方式为：进水30min,曝气时间为7h,沉淀时间1h,出水30min。在HRT为27h时,控制进水CODcr浓度为1000-1200mg/L, CODCr、NH4+-N和TN的去除率分别可达90%、98%、75%以上,出水CODCr浓度在100mg/L以下,NH4+-N浓度在5mg/L以下,出水TN浓度为30mg/L左右。对生物膜特性的研究表明：随着生物膜微生物的生长繁殖,填料表面的生物膜量逐渐增加。通过显微镜的观察发现,成熟的生物膜内微生物的种类和数量明显多于悬浮态活性污泥数,其中原生动物主要有漫游虫、楯纤虫、钟虫、累枝虫等,后生动物主要有线虫及各种轮虫,形成了稳定的生态系统,有助于提高系统的处理效果和稳定性。试验还结合Monod方程及反应器内有机物的降解规律,确定了SBBR工艺处理味精废水的动力学参数,推导出底物降解动力学方程及生物膜增长动力学方程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 生物膜概述
• 1.2.1 生物膜的形成和结构
• 1.2.2 生物膜的微生物相
• 1.2.3 生物膜的影响因素
• 1.3 生物膜载体填料
• 1.3.1 无机类填料的研究现状
• 1.3.2 有机类填料的研究现状
• 1.4 SBBR工艺概述
• 1.4.1 SBBR工艺的工作原理
• 1.4.2 SBBR工艺的特点
• 1.4.3 SBBR工艺的研究现状
• 1.5 课题的研究目的、意义及研究内容
• 1.5.1 课题的研究目的及意义
• 1.5.2 主要研究内容与方法
• 2 试验材料与方法
• 2.1 试验装置与设备
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 填料选取
• 2.1.3 试验设备及仪器
• 2.2 进水水质及分析方法
• 2.2.1 进水水质
• 2.2.2 试验出水水质达标要求
• 2.2.3 分析项目与检测方法
• 3 SBBR工艺运行规律及参数优化研究
• 3.1 反应器的挂膜启动
• 3.1.1 挂膜方式
• 3.1.2 挂阶段污染物去除效果
• 3.2 悬浮填料填充率优化试验
• 3.3 曝气方式的选择
• 3.4 曝气量的确定
• 3.4.1 不同曝气量时DO浓度的变化
• 3.4.2 不同曝气量时污染物去除效果
• 3.5 曝气时间的确定
• 3.6 沉淀时间的确定
• 3.7 HRT对污染物去除效果的影响
• Cr去除效果的影响'>3.8 进水浓度对COD_Cr去除效果的影响
• 3.9 本章小结
• 4 生物膜特性研究
• 4.1 生物膜的增长过程
• 4.2 生物膜量比较
• 4.3 填料填充率对生物膜的影响
• 4.4 微生物相
• 4.5 生物膜沉降时间
• 4.6 本章小结
• 5 SBBR工艺处理味精废水动力学研究
• 5.1 底物降解动力学研究
• 5.1.1 模型假设
• 5.1.2 动力学方程
• 5.1.3 动力学参数的确定
• 5.2 生物膜增长动力学研究
• 5.2.1 动力学方程
• 5.2.2 动力学参数的确定
• 5.3 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢