城市污水高效厌氧处理技术研究

论文摘要

由于厌氧生物处理技术具有工艺稳定、节能、运行简单等优点,近年来在高浓度有机废水的处理中得到了飞速发展。但由于传统的厌氧反应器对于低浓度废水处理时,传质效率低,微生物活性得不到充分发挥等缺点,在国内几乎没有成型的厌氧反应器用于城市污水处理的工程实例。高效厌氧反应器的研究是解决城市污水厌氧处理技术的关键。本研究提出了穿孔旋流异波折板高效厌氧反应器的形式。通过科学的反应器结构设计,改变了反应器中的水力特征,改善了反应器中微生物与基质之间的传质条件,加快了反应速率。并通过回流,实现了系统内良好的水力条件,有效地避免了有机酸积累;从而保证高传质速率下的高净化效能。本研究还提出了多段两相厌氧城市污水处理工艺。通过调节反应器内不同段的pH值,实现系统内相分离,创造良好的生化反应条件,进而实现有机污染物去除的高效性。试验结果表明,该异波折板厌氧反应器采用单相运行方式时,水力停留时间4小时时,溶解性COD的去除率可达35.5%;将部分出水回流至反应器起端时,最佳回流比为100%,溶解性COD的去除率可达37.5%。采用两相厌氧运行方式时,通过动力学控制法进行相分离,水力停留时间为4小时时,最佳回流比为100%时, COD平均去除率为42.6%;通过采用物理化学法进行相分离,水力停留时间4小时时,COD平均去除率为44.6%,水力停留时间10小时时,COD平均去除率达75%。采用多段两相厌氧运行方式时,水力停留时间为10小时时,COD去除率达93%左右。利用该系统处理城市污水,对COD的去除很有效,当水力停留时间大于8小时时,COD的去除率达可90%以上。出水COD可达到排放标准。虽然该试验系统对总氮的去除率不高,出水达不到排放标准,还需进一步进行好氧处理。但该工艺可使后续好氧构筑物规模减小70%左右,在保证出水水质的前提下,工程总投资约减小30%到40%左右,而且在日常运行中可以节省动耗50%左右,运行费用降低40%左右,具有很高的经济效益。本研究的创新之处在于,首次采用新型厌氧反应器对城市污水的处理进行研究,并提出了多段两相厌氧运行工艺。使厌氧反应器处理城市污水的效率大大提高。

论文目录

• 1 引言
• 1.1 城市污水厌氧处理的发展背景
• 1.1.1 我国水资源现状
• 1.1.2 我国污水处理技术现状
• 1.2 城市污水厌氧处理研究现状及存在问题
• 1.2.1 城市污水厌氧处理研究现状
• 1.2.2 城市污水厌氧处理需要解决的问题
• 1.3 本研究的目的、思路与内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究思路
• 1.3.3 研究的主要内容
• 2 高效厌氧反应器的效能试验研究
• 2.1 试验反应器的设计
• 2.1.1 试验的目的和意义
• 2.1.2 反应器设计思路
• 2.1.3 反应器运行条件的确定
• 2.2 反应器效能分析
• 2.2.1 试验测定参数
• 2.2.2 试验条件
• 2.2.3 试验结果与分析
• 2.3 小结
• 2.4 厌氧反应器高效性理论分析
• 2.4.1 厌氧工艺传质-反应过程分析与讨论
• 2.4.2 厌氧消化过程中的生化反应动力学
• 3 多段两相厌氧工艺的试验研究
• 3.1 两相厌氧运行方式的试验研究
• 3.1.1 两相厌氧运行方式的探讨
• 3.1.2 两相厌氧运行方式的调控
• 3.2 多段两相厌氧工艺的试验研究
• 3.2.1 多段两相厌氧工艺的调控
• 3.2.2 多段两相厌氧工艺的效能试验
• 3.3 小结
• 4 高效厌氧反应器处理城市污水试验研究
• 4.1 试验条件
• 4.1.1 试验用水
• 4.1.2 接种污泥
• 4.1.3 反应器运行方式的调节
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 两推流反应器试验结果对比
• 4.2.2 反应器内溶解氧状况
• 4.2.3 反应器内微生物分布情况
• 4.2.4 反应器内PH 值变化
• 4.2.5 挥发酸含量VFA 随HRT 的变化
• 4.2.6 COD 去除率随水力停留时间HRT 的变化
• S 去除率随HRT 的变化'>4.2.7 BOD_S 去除率随HRT 的变化
• 4.2.8 不同回流比与COD 去除率的关系
• S 去除率的关系'>4.2.9 回流比与BOD_S去除率的关系
• 4.2.10 各段出水的有机酸各组分含量
• 4.2.11 不同HRT 时各段出水氨氮、总氮
• 4.2.12 不同HRT 时出水碳酸氢盐碱度值
• 4.2.13 不同回流比时出水碳酸氢盐碱度值
• 4.2.14 沿程各格比脱氢酶活性
• 4.2.15 温度对处理效果的影响
• 4.3 经济效益分析
• 4.4 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录