好氧颗粒污泥形成和维持的环境控制研究

论文摘要

好氧颗粒污泥是在好氧反应器中培养出来的颗粒状微生物自絮凝体。与传统活性污泥相比,好氧颗粒污泥的生物结构更紧密,具有更良好的沉降性能,泥水分离更快。采用好氧颗粒污泥,反应器内可维持的生物量大,可不要或减小二沉池,从而减少占地面积。与厌氧颗粒污泥相比,好氧颗粒污泥在处理低浓度有机废水时比较稳定,而且启动时间比厌氧颗粒污泥短。本试验立足于国内外好氧颗粒污泥培养研究的最新成果,改变传统思路,采用高径比较小的SBR反应器,通过人工模拟废水在单一好氧条件下进行颗粒污泥培养。本研究对好氧颗粒污泥形成过程中的形态和特征以及环境因素对它们的影响进行了观察,对好氧颗粒污泥的基本特性以及形成机制进行了初步探讨;考察了好氧颗粒污泥形成过程中COD和NH3-N的去除效果;对已经形成的好氧颗粒污泥,进行了初步同步硝化反硝化的研究;最后探讨了好氧颗粒污泥的膨胀和稳定性问题。本试验在高径比较小（H/D=2.7）,单一好氧的条件下,经过60天的培养形成了SBR反应器中的好氧颗粒污泥。好氧颗粒污泥外观呈黄色,结构密实,成熟颗粒呈圆形和椭圆形,外表比较光滑,直径1mm左右,颗粒污泥SVI为44mL/g,颗粒污泥的浓度达到5.1g/L。好氧颗粒污泥对COD的平均去除率为87%,对NH3-N的平均去除率为89%。沉降时间控制在15min和5min下颗粒污泥的形态不同,5min沉降下颗粒更加密实,形状更加规则。曝气强度分别为2L/min和1L/min下对COD和NH3-N去除效果不同。曝气强度为2L/min下,1小时内的COD去除率为85%,曝气强度1L/min,COD在头1小时的去除率为77%,相差不大;但对NH3-N去除效果,曝气强度在2L/min明显好于曝气强度1L/min。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 活性污泥法
• 1.1.1 普通活性污泥法
• 1.1.2 活性污泥法影响因素
• 1.1.3 活性污泥法的优缺点
• 1.2 污泥颗粒化技术
• 1.2.1 污泥的颗粒化
• 1.2.2 厌氧污泥颗粒化技术
• 1.2.3 好氧污泥颗粒化技术
• 1.2.4 微生物颗粒化优点
• 1.3 好氧颗粒污泥国内外的研究及其进展
• 1.3.1 好氧颗粒污泥微生物相
• 1.3.2 好氧颗粒污泥活性
• 1.3.3 好氧颗粒污泥沉降性
• 1.3.4 好氧颗粒污泥沉形态和粒径
• 1.4 影响颗粒化因素
• 1.4.1 进水底物
• 1.4.2 流体剪切力
• 1.4.3 有机负荷
• 1.4.4 水力停留时间
• 1.4.5 沉淀时间
• 1.4.6 污泥龄
• 1.4.7 温度
• 1.4.8 DO
• 1.4.9 接种污泥
• 1.4.10 反应器
• 1.4.11 钙离子浓度
• 1.4.12 C/N
• 1.4.13 EPS
• 1.4.14 细胞疏水性
• 1.5 好氧颗粒污泥形成机理
• 1.5.1 晶核假说
• 1.5.2 胞外聚合物（ECP）假说
• 1.5.3 细菌自凝聚假说
• 1.5.4 状菌假说
• 1.6 课题研究的意义和主要内容
• 2 试验装置及分析方法
• 2.1 试验方案
• 2.2 试验装置的设计
• 2.3 试验用水
• 2.4 试验用泥
• 2.5 试验分析方法
• 3 好氧颗粒污泥的培养
• 3.1 好氧颗粒污泥的驯化
• 3.2 好氧颗粒污泥晶核的出现
• 3.3 好氧颗粒污泥的成形
• 4 好氧颗粒污泥特性研究
• 4.1 好氧颗粒污泥不同时期微生物相的观察
• 4.2 SVI的变化
• 4.3 MLSS和MLVSS的变化
• 4.4 颗粒沉降速率的变化
• 4.5 沉降时间对颗粒形态的影响
• 3-N去除的影响'>4.6 曝气量的不同对COD和NH₃-N去除的影响
• 4.7 颗粒培养过程中的污泥膨胀问题
• 5 好氧颗粒污泥同步硝化反硝化
• 5.1 同步硝化反硝化机理
• 5.2 好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程试验研究
• 6 好氧颗粒污泥稳定性初步探讨
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录