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粪尿废水的单独厌氧处理试验研究

2020-12-24阅读(935)

粪尿废水的单独厌氧处理试验研究

论文摘要

随着经济的快速发展,我国污水排放量急剧增加,水污染问题开始影响人们的生活与健康。尽管近些年政府已加大了污水处理的投资量,在污水治理方面有了长足的发展,但传统集中式污水处理系统表现出很大的弊端,相比之下,分散式污水处理的优势则不断的显现出来。分散式污水处理系统的核心是源分离（Source Separation）或源管理（Source Management）,即将人粪尿污水与生活杂排水分开处理并进行能量和资源的回收,而将受污染程度低的杂排水和雨水分散资源化。由于粪尿废水含有大量有机物、氮磷以及病原菌,因此成为分散式型污水处理研究的一大热点。尽管其处理方法从最早的粪便堆肥到后来的厌氧化粪池（Septic Tank）,再到后来,国外开发出了应用广泛的上流式厌氧污泥床化粪池（UASB septic tank）,但纵观国内外多年来关于粪尿废水处理的研究和实践,粪尿废水的处理还存在一些问题,反应器的性能和处理效率有待进一步提高,屎尿废水中可能含有大量病原微生物,而厌氧处理对废水的病原菌的去除规律并不清楚,有待研究。为了提高粪尿废水厌氧处理反应器的性能和净化效率（COD和病原微生物）,本课题在外循环UASB反应器中改进了反应器内部搅拌方式,增强了混合程度,考察了了中温（35℃）条件下反应器处理粪尿废水的性能。试验结果表明:1.粪尿废水的pH、COD、SS、氨氮等指标均存在较大的波动。其中pH值在7.30～8.6之间,呈现弱碱性,这对厌氧反应器的正常运行很不利,需要人工调节进水pH。原水中悬浮态的CODss含量约占总进水COD的45%,较高的悬浮物会影响厌氧反应器的稳定运行。但通过调节回流量可以提高反应器抗冲击负荷的能力。2.在反应器启动初期,厌氧污泥尚未驯化,开启回流会扰动污泥,产生上浮,不利于反应器稳定。当反应器开始稳定产气时,污泥床又会因上升流速过小而产生短流或活塞式推流,导致浮泥现象,不利于反应器的稳定运行。此时开启混合液回流装置,提高上升流速,则浮泥现象消失,去除效率上升。3.采用厌氧絮体污泥接种,通过回流装置不断增大上升流速,污泥的颗粒化进程明显加快,并最终实现污泥颗粒化。4.厌氧反应器内形成的颗粒污泥形状较规则,颜色呈黑色和灰黑色;表面较光滑致密,大量丝状菌网状缠绕,短杆菌和少量球菌镶嵌其中;颗粒污泥内部结构密实,含有大量丝状菌,球菌和少量短杆菌;污泥粒径主要分布在0.6～0.9mm。5.当污泥颗粒化后,反应器内的SLR为0.15～0.36kgCOD/（kgVSS·d）,上升流速为1.16～1.27m/h时,反应器对COD的去除效率更好,去除率在72%左右。研究同时发现,在此上升流速下增大污泥负荷对反应器的产气率并没有显著提高,每去除1gCOD的产甲烷量平均为183mL。6.以粪大肠杆菌为指示,反应器主要依靠污泥的粘附作用去除病原菌,且絮状污泥对原水中游离态病原菌的去除效果比颗粒污泥好,而对悬浮态病原菌则无显著差异;污泥颗粒化后,HRT与粪大肠杆菌去除率呈正相关性。外循环UASB反应器处理黑水时,有机物的快速高效去除同病原菌的去除并不同步。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 国内外研究现状
  • 1.1 分散式污水处理介绍
  • 1.2 国内外黑水处理的现状及存在的问题
  • 1.3 国内外对污水中病原菌去除的研究
  • 1.4 反应器类型的选择
  • 1.5 课题的提出
  • 2 试验材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验用水水质与接种污泥
  • 2.1.2 试验装置
  • 2.2 测定方法
  • 2.3 试验运行流程
  • 3 反应器的净化效果研究
  • 3.1 试验用水水质分析
  • 3.1.1 原水pH 的变化
  • 3.1.2 原水氨氮浓度的变化
  • t，SS 的变化'>3.1.3 原水CODt，SS 的变化
  • 3.2 絮体污泥条件下反应器的运行状况
  • 3.2.1 污泥的驯化培养
  • 3.2.2 反应器进出水pH，氨氮的变化
  • 3.2.3 反应器进出水COD，SS 的变化
  • 3.2.4 反应器产气率的变化
  • 3.2.5 反应器对病原菌的去除效果
  • 3.3 颗粒污泥条件下反应器的运行状况
  • 3.3.1 低负荷运行
  • 3.3.2 提高负荷运行
  • 3.3.3 高负荷稳定运行
  • 3.4 综合分析
  • 3.4.1 进出水pH 值、氨氮浓度的变化
  • 3.4.2 上升流速对有机物去除效率和产气率的影响
  • 3.4.3 HRT 对有机物去除效率和产甲烷率的影响
  • 3.4.4 不同运行状态对病原菌去除效率的影响
  • 3.4.5 反应器设计存在的问题
  • 4 颗粒污泥性状及流态研究
  • 4.1 反应器的流态模式
  • 4.1.1 理想反应器流态模式介绍
  • 4.1.2 常见高效厌氧反应器的流态分析
  • 4.2 污泥颗粒化后反应器内流态分析
  • 4.3 最佳条件的确定
  • 4.4 颗粒污泥的形态结构变化及生物相分布
  • 4.4.1 颗粒污泥的微生物相观察
  • 4.4.2 反应器内污泥活性及粒径分布
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 攻读硕士学位期间所发表的学术论文

    • 相关论文文献

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