厌氧MBBR处理生活污水的特性及脱氮机理研究

论文摘要

我国中小城镇多,分布面广,污水排放量大,资金短缺,水处理任务艰巨。在气候温和的南方热带亚热带地区,能耗较小的厌氧生物处理技术为中小城镇污水处理提供了一种极具吸引力且可行的选择。本文提出了能耗低,操作维护简单的厌氧MBBR工艺,探讨了水力停留时间、pH值、温度、容积负荷等不同影响因素对该工艺处理生活污水运行效果的影响,同时进行了厌氧MBBR与SBR的联用试验,还探索了工艺的脱氮机理,并进行了相关的动力学研究。厌氧MBBR工艺单独运行试验表明,在水力停留时间为4h,进水CODCr为300 mg／L左右,氨氮为15mg／L左右,TP为3mg／L左右,50%的填料填充率,pH为7左右的条件下,系统对CODCr的去除率为84.4%,对氨氮的去除率为30.5%,出水达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的二级标准。该工艺具有良好的抗有机冲击负荷能力；温度对氨氮的去除有一定的影响。以SBR工艺作为厌氧MBBR后续处理工艺可以达到脱氮的目的,联用出水满足城市杂用水标准,且达到国家工业循环冷却水的标准,有很大的回用价值。脱氮机理探讨结果表明,当水力停留时间较长（8h）时,系统脱氮以短程硝化反硝化反应为主；当水力停留时间较短（4-6h）时,系统中短程硝化反硝化和厌氧氨氧化并存。最后,联合Michaelis-Menten方程和CODcr物料平衡方程,得出了厌氧MBBR反应器处理生活污水有机物降解动力学方程,从而建立了反应器有机物降解的动态模型,并在几种工况下进行了验证,结果表明,在中高进水CODcr浓度条件下,模型计算值与实验结果吻合良好。模型较好地反映了工艺有机物降解过程,可方便地应用于工艺的控制和管理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 缩略词及符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题的提出
• 1.3 好氧MBBR工艺
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 MBBR工艺去除有机物的原理
• 1.3.3 MBBR工艺的特点
• 1.3.4 好氧MBBR工艺的研究现状
• 1.4 厌氧MBBR工艺
• 1.4.1 厌氧生物处理的基本原理
• 1.4.2 厌氧MBBR的研究现状
• 1.5 SBR工艺
• 1.5.1 SBR工艺的特点
• 1.5.2 国外SBR的研究现状
• 1.5.3 国内SBR的研究现状
• 1.6 课题研究的意义和内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 废水水质与分析方法
• 2.1.1 废水水质
• 2.1.2 水质分析方法
• 2.2 试验装置
• 2.3 悬浮填料
• 2.4 启动与挂膜
• 第3章 厌氧MBBR处理生活污水的小试试验研究
• 3.1 水力停留时间（HRT）对出水水质的影响
• 3.1.1 水力停留时间对有机物去除的影响
• 3-N去除的影响'>3.1.2 水力停留时间对NH₃-N去除的影响
• 3.2 pH值对出水水质的影响
• 3.2.1 pH值对有机物去除的影响
• 3.2.2 pH对氨氮去除的影响
• 3.3 反应器抗冲击负荷试验
• 3.3.1 抗高负荷试验
• Cr浓度下的运行效果'>3.3.2 在低COD_Cr浓度下的运行效果
• 3.4 水温的影响
• Cr去除效果的影响'>3.4.1 水温对COD_Cr去除效果的影响
• 3.4.2 水温对氨氮去除效果的影响
• 3.5 厌氧MBBR与SBR联用试验
• 3.5.1 SBR曝气2h
• 3.5.2 SBR曝气3h
• 3.5.3 联用出水回用分析
• 3.6 厌氧MBBR反应器中的微生物特征
• 3.7 本章小结
• 第4章 脱氮机理探讨
• 4.1 生物脱氮基本原理
• 4.1.1 氨化作用
• 4.1.2 硝化作用
• 4.1.3 反硝化作用
• 4.2 新型生物脱氮技术
• 4.2.1 同步硝化反硝化
• 4.2.2 厌氧氨氧化
• 4.2.3 短程硝化反硝化理论
• 4.3 厌氧MBBR脱氮机理探索
• 4.3.1 脱氮机理的推测
• 4.3.2 脱氮机理的探索试验
• 4.4 本章小结
• 第5章 厌氧MBBR反应器的反应动力学研究
• 5.1 有机物降解动力学
• 5.1.1 模型的建立
• 5.1.2 动力学参数的确定
• 5.2 微生物增殖动力学
• 5.2.1 模型的建立
• 5.2.2 动力学参数的确定
• 5.3 有机物降解过程动态模型的建立及验证
• 5.3.1 反应器动力学的建立
• 5.3.2 模型效果的验证
• 5.4 氨氮降解动力学
• 5.4.1 模型的建立
• 5.4.2 动力学参数的确定
• 5.5 本章小结
• 结论及建议
• 参考文献
• 致谢