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高浓度颗粒污泥厌氧反应器处理模拟印染废水的试验研究

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高浓度颗粒污泥厌氧反应器处理模拟印染废水的试验研究

作者：王思明中国矿业大学

学位级别：硕士

厌氧反应器技术因其具有运行成本低、耐毒抗冲击性能好、微生物种类多样等优点,逐渐成为污水生物处理领域的研究热点。本试验试制一种适用于高浓度厌氧颗粒污泥的厌氧反应器,针对传统厌氧反应器处理废水过程中出现的布水不均匀问题,提... 详细信息

厌氧反应器技术因其具有运行成本低、耐毒抗冲击性能好、微生物种类多样等优点,逐渐成为污水生物处理领域的研究热点。本试验试制一种适用于高浓度厌氧颗粒污泥的厌氧反应器,针对传统厌氧反应器处理废水过程中出现的布水不均匀问题,提出改进方案,采用传统生物滤床的布水方式,在开孔布水板上方用滤板固定喷头布水,并且在喷头上搁置一定级配的石子以保证厌氧反应器的均匀布水。除此之外,针对颗粒污泥浓度较大造成挤压的问题,在厌氧反应器的中间位置设置支撑层,在支撑层上铺垫滤网,促进厌氧颗粒污泥与污染物基质之间的传质。新型高效厌氧反应器以“物理颗粒污泥”作为接种污泥。研究结果表明,葡萄糖配水驯化颗粒污泥,一个月左右形成成熟的厌氧颗粒污泥,在这个过程中化学需氧量（COD）去除率不断升高,稳定保持在80%以上,颗粒污泥性能良好。第二阶段使用模拟印染废水驯化探究进水COD浓度、物理颗粒污泥浓度和水力停留时间等因素对厌氧反应器运行效果的影响,确定了高效厌氧反应器处理废水的最佳运行参数:在25℃的环境下,进水COD=5000mg/L,水力停留时间（HRT）9h,回流比1,pH=6.7～7.7,在这种运行条件下,COD的降解率可保持在80%以上,出水挥发性脂肪酸（VFA）在3.0mmol/L以下,出水碱度在30～40mmol/L,SS=30.56g/L,VSS=25.71g/L,VSS/SS=84.12%,厌氧反应器可以承受一定的冲击负荷;当水力停留时间缩短至6h后厌氧反应器内颗粒污泥解体,COD去除率下降至70%以下,降解率大幅度降低。在支撑层处增加颗粒污泥浓度,COD的去除率高达90%,此时,容积负荷达到10 kgCOD/m·d以上,反应器运行正常。新型厌氧反应器处理印染废水,反应器内厌氧颗粒污泥微生物菌群较丰富,其中以短杆菌和丝状菌为主。运行初期颗粒污泥因为受到印染废水的冲击,粒径变小,但颗粒污泥适应印染废水之后粒径不断增长;不同培养阶段污泥浓度、颗粒污泥机械强度和粒径分布等特征和厌氧反应器出水COD有密切联系,当颗粒污泥机械强度较高、污泥浓度高时,出水水质相对较好,在运行的最佳条件下粒径大于0.8mm的大约占50%,机械强度为81.46%。

关键词：厌氧反应器物理颗粒污泥印染废水污泥驯化

4氯酚Batch/UASB厌氧降解特性及硫酸盐影响研究

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4氯酚Batch/UASB厌氧降解特性及硫酸盐影响研究

作者：陈兰娟上海师范大学

学位级别：硕士

氯酚类物质属于难降解有机物,对环境及人类安全造成了严重危害,氯原子在氧化还原电位较低的条件下容易发生亲核取代,所以用厌氧生物法处理含氯废水具有经济、无二次污染等特点。然而厌氧生物法处理含氯废水有一定的局限性,如高氯酚脱氯... 详细信息

氯酚类物质属于难降解有机物,对环境及人类安全造成了严重危害,氯原子在氧化还原电位较低的条件下容易发生亲核取代,所以用厌氧生物法处理含氯废水具有经济、无二次污染等特点。然而厌氧生物法处理含氯废水有一定的局限性,如高氯酚脱氯生成的中间产物具有多样性,中间产物容易累积,造成后续脱氯难以进一步进行;脱氯机理存在差异,脱氯方法需要进一步优化;硫酸盐还原与脱氯之间的关系尚不明晰。本研究以4CP驯化污泥并运用于UASB连续流中,考察UASB反应器中的脱氯效果及微生物群落动态变化特征,为UASB反应器处理富含氯酚类废水的实际应用提供理论依据。同时研究以4CP、4CP/SO、SO三种不同目标物质驯化污泥,研究不同方法驯化污泥对4CP降解特性影响,探究微生物群落结构并分析其与脱氯之间的相关性,为4CP的生物处理提供参考依据。进一步研究SO对氯酚间歇及UASB连续流的厌氧降解影响,探索硫酸盐还原与脱氯之间的关系。三种不同方法驯化污泥表明:以4CP驯化污泥,初始浓度约为55μmol/L的4CP可实现良好的脱氯效果,96h内可实现完全脱氯;以4CP/SO驯化活性污泥,120h内可实现完全脱氯;以4CP/TCP驯化污泥,120h内未能实现完全脱氯,因此本研究发现以4CP/SO联合驯化污泥具有明显优势,可富集高效脱氯微生物,实现快速彻底脱氯和苯酚的降解。利用高通量测序技术分析微生物结构发现,4CP/SO联合驯化污泥中放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、螺旋体菌门,比例居多,同时出现大量的古细菌,如甲烷细菌属、Methanoregula、甲烷丝菌属、甲烷八叠球菌属,其中拟杆菌门、Methanosarcina、Unclassified WCHA1 57所占比例分别为26.01%、34.76%、4.84%,远高于4CP和SO驯化污泥分别所占比例为12.86%、29.09%、1.61%和14.48%、9.52%、0.63%。这些微生物与脱氯和甲烷化过程密切相关。研究在UASB反应器中以4CP驯化污泥,实现了4CP、TCP的快速彻底脱氯和中间产物苯酚的进一步转化,COD的去除率高达90%以上,进、出水pH基本稳定,气体累积产生量均匀稳定增加。HRT为26h时,在4CP驯化污泥初始阶段,4CP进水浓度为200μmol/L,4CP去除率较低,产物苯酚完全降解。当反应系统稳定时,逐渐提升4CP进水浓度至66.4μmol/L连续稳定运行至100天,出水中几乎无4CP和苯酚残留。待UASB反应器稳定运行时缩短HRT至17h,4CP的处理效果稍有降低。UASB反应器从第278天连续稳定运行361天改变HRT为19h时,添加TCP并逐渐提升TCP的进水浓度,由初期的6.165.1μmol/L,逐渐增加至51.73μmol/L,出水中仍无TCP残留。开始阶段TCP对4CP的降解稍有抑制,抑制效果不明显,苯酚的残留量明显增多;运行后期,TCP对4CP的降解几乎无影响,苯酚实现完全降解,同时TCP在整个运行阶段无残留。可见,4CP驯化污泥富集复合功能微生物可实现多种氯酚的脱氯。进一步分析微生物结构发现,UASB运行阶段古细菌中的甲烷细菌、甲烷绳菌属、Methanoregula、甲烷鬃菌属和细菌中的长绳菌属、互营杆菌属、厌氧绳菌科、绿弯菌门占有很大的比例,且菌种的数量基本稳定,这些菌属与氯酚的脱氯和苯酚的矿化及甲烷化过程有着密切的联系。研究SO还原与脱氯之间的关系中发现:间歇实验中SO会轻微抑制4CP、TCP、及其中间产物的降解,而UASB连续流实验中,低浓度的SO对4CP的降解几乎没有影响。

关键词：硫酸盐还原 UASB反应器间歇实验脱氯微生物污泥驯化

处理DMF废水的活性污泥系统中污泥有机毒性分布规律的研究

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处理DMF废水的活性污泥系统中污泥有机毒性分布规律的研究

作者：丁毅华东理工大学

学位级别：硕士

本论文试验以处理有毒难降解有机污染物N,N-二甲基甲酰胺（DMF）的序批式好氧活性污泥系统（SBR）为对象,考察了不同初始DMF浓度（40mg/L、80 mg/L、120 mg/L和200 mg/L）时,DMF在该系统内的分布规律以及污泥相毒性变化特性的趋势;单个... 详细信息

本论文试验以处理有毒难降解有机污染物N,N-二甲基甲酰胺（DMF）的序批式好氧活性污泥系统（SBR）为对象,考察了不同初始DMF浓度（40mg/L、80 mg/L、120 mg/L和200 mg/L）时,DMF在该系统内的分布规律以及污泥相毒性变化特性的趋势;单个运行周期内,出水COD、水相泥相DMF浓度及毒性随驯化时间的变化趋势;探讨了未驯化灭活污泥、未驯化灭活污泥以及驯化未灭活污泥三种污泥对DMF吸附能力及毒性变化的特性研究。污泥系统的进水COD为300mg/L左右,各浓度的驯化阶段皆为30d,运行周期为12h,DO控制在2.0-3.0 mg/L。研究表明,各浓度阶段的污泥毒性都体现为先升高后降低的趋势,污泥毒性随着初始DMF浓度的升高而升高,但DMF的含量却未检测出,这表明污泥相间的毒性主要由DMF降解产物或者DMF诱导微生物细胞分泌的毒性物质引起的,且毒性主要集中在内层胞外聚合物（EPS）以及胞内区域。

关键词： N,N-二甲基甲酰胺序批式好氧活性污泥系统(SBR) 污泥有机毒性污泥驯化

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MBR法处理模拟船舶生活污水的研究

MBR法处理模拟船舶生活污水的研究

作者：张文涛大连海事大学

学位级别：硕士

随着船舶在运输业中占的比例越来越重和社会对环保意识的增强,船舶生活污水对周围水环境的污染问题逐渐受到人们的重视。国际海事组织也对船舶生活污水的排放标准作出了更严格的要求,同时各国也均已颁布了保护本国水域和领海的关于船舶... 详细信息

随着船舶在运输业中占的比例越来越重和社会对环保意识的增强,船舶生活污水对周围水环境的污染问题逐渐受到人们的重视。国际海事组织也对船舶生活污水的排放标准作出了更严格的要求,同时各国也均已颁布了保护本国水域和领海的关于船舶生活污水排放的相关法律,甚至在特殊海域禁止任何船舶污水的排放,这使得船舶生活污水的处理技术和处理效果面临着更严峻的挑战。我国船舶生活污水的处理技术相对落后。目前,船舶上现有的生活污水处理装置绝大部分采用ST(活性污泥法)或WCB(接触氧化法)系列,这种污水处理设备的出水只能满足低排放指标的要求,而且这种污水处理系统稳定运行的可靠性较低,设备故障率高。另外,由于船舶所处的工作环境特点(船舶的摇摆、震动幅度很大),使得生活污水处理装置处理效果更差,根本无法满足相关海域对船舶生活污水的排放要求。因此,根据船舶生活污水的组分特点和国内外在船舶生活污水处理上的经验以及船舶自身工作环境的特点,本研究课题所采用的处理方法是利用新型的MBR法(膜生物)处理模拟船舶生活污水。由于船舶生活污水的水质和城市生活污水水质不同(盐度),要对从城市污水处理厂取回的活性污泥进行一定的培养和驯化,才可以投入到本研究课题的实验中。在污水处理厂的活性污泥进行培养成功后,通过逐步增大盐度梯度的方法来提高活性污泥的耐盐性。在活性污泥驯化到可以适应0.8%盐度的环境后对模拟的船舶生活污水进行处理研究,在研究过程中也对膜污染问题进行了处理。通过本研究可以发现,利用MBR法对模拟船舶生活污水进行处理后,污水中的COD值有明显下降,其COD值从472.3mg/L下降到79.8mg/L,COD去除率达到81.20%,继续延长作用时间,COD值可降低到53.5mg/L,去除率可达88.6%,NH4-N的值从42.4 mg/L下降到18.3 mg/L,去除率55.8%。在处理食堂废水模拟船舶生活污水时,处理45小时后COD值可以由328.6mg/L下降到64.3mg/L,COD的去除率达到80.4%。用利用MBR法处理船舶生活污水时,可以选择适当对污水的处理时间(本研究为75小时或82小时),时间过长,去除效果提升并不明显。

关键词：船舶生活污水污泥培养污泥驯化 MBR法食堂废水

丙酸氧化产甲烷菌系的驯化及其对酸化ASBR恢复的生物强化作用

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丙酸氧化产甲烷菌系的驯化及其对酸化ASBR恢复的生物强化作用

作者：黄心昊福州大学

学位级别：硕士

为加快酸化ASBR恢复,本文以唯一碳源丙酸对厌氧活性污泥进行驯化获得了两类互营丙酸氧化产甲烷菌群P-H和P-F（辅以氢胁迫）,并采用驯化后菌群对酸化ASBR进行每10 d一次的生物强化,考察不同条件下两类菌群的生物特性及对酸化ASBR恢复的... 详细信息

为加快酸化ASBR恢复,本文以唯一碳源丙酸对厌氧活性污泥进行驯化获得了两类互营丙酸氧化产甲烷菌群P-H和P-F（辅以氢胁迫）,并采用驯化后菌群对酸化ASBR进行每10 d一次的生物强化,考察不同条件下两类菌群的生物特性及对酸化ASBR恢复的生物强化效果。主要结论如下:丙酸驯化下,菌群P-H、P-F以丙酸与乙酸为基质的SMA分别提升了460.9%、319.2%与254.5%、216.0%。驯化前厌氧活性污泥中细菌的主要菌门为Bacteroidetes（26.09%）、Firmicutes（21.15%）、Proteobacteria（19.09%）,主要菌属为Clostridium sensu stricto 3（19.72%）、Blvii28 wastewater-sludge group（15.71%）、Enterobacter（11.02%）;古菌主要菌门为Euryarchaeota（93.29%）,菌属为Methanobacterium（41.32%）、Methanoregula（22.05%）、Methanosaeta（17.37%）、Candidatus Methanofastidiosum（11.54%）。经丙酸驯化后,两类菌群的优势细菌菌门为Proteobacteria（P-H:33.77%,P-F:28.22%）、Synergistetes（P-H:27.53%,P-F:19.39%）,其中优势菌属为丙酸氧化菌Syntrophobacter（P-H:22.28%,P-F:18.30%）与氨基酸降解菌Thermovirga（P-H:26.31%,P-F:16.56%）;优势古菌菌门仍为Euryarchaeota（P-H:99.98%,P-F:99.63%）,优势古菌菌属为氢营养型产甲烷菌Methanobacterium（P-H:89.96%,P-F:91.24%）与乙酸营养型产甲烷菌Methanosaeta（P-H:8.51%,P-F:5.22%）。α多样性分析表明经丙酸驯化后细菌与古菌的多样性均出现不同程度下降,β多样性分析显示驯化后两类菌群结构具有相似性。酸化对厌氧系统性能及菌群结构影响显著,两类丙酸氧化菌群的投加能够显著缩短酸化系统的恢复时间并调整系统内菌群结构。多次投加菌群P-H使反应器相较空白组恢复时间缩短62 d,恢复时细菌主要由Firmicutes门Clostridiaceae科下的Clostridium sensu stricto 3（33.40%）、Clostridium sensu stricto 6（13.30%）等构成,古菌主要为Methanobacterium（96.58%）,该生物强化策略使丁酸代谢途径得到加强;多次投加菌群P-F使反应器相较空白组恢复时间缩短46 d,恢复时细菌主要由Proteobacteria门下的Comamonas（26.69%）、Enterobacter（24.65%）、Acinetobacter（10.46%）构成,古菌主要由Methanobacterium（70.28%）与Methanosaeta（10.83%）构成;空白组反应器恢复共历时98 d,且β多样性分析表明,恢复时空白组反应器菌群结构与原泥相似,而投加菌群P-H反应器与酸化时细菌菌群结构相似。

关键词：厌氧消化污泥驯化生物强化丙酸氧化细菌 ASBR

厌氧—好氧交替式SBR反应器中颗粒污泥的特性及处理效果研究

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厌氧—好氧交替式SBR反应器中颗粒污泥的特性及处理效果研究

作者：李超天津大学

学位级别：硕士

好氧颗粒污泥是污水生物处理领域新兴的研究热点之一。本论文采用城市污水,研究了中试规模的厌氧-好氧交替式SBR反应器中颗粒污泥的特性及处理效果。使用城市污水可以培养出颗粒污泥,但是由于所使用的生活污水有机物含量较低,培养出的... 详细信息

好氧颗粒污泥是污水生物处理领域新兴的研究热点之一。本论文采用城市污水,研究了中试规模的厌氧-好氧交替式SBR反应器中颗粒污泥的特性及处理效果。使用城市污水可以培养出颗粒污泥,但是由于所使用的生活污水有机物含量较低,培养出的颗粒污泥粒径较小(平均95.79μm),而且占全部活性污泥的比例较小。反应器中颗粒污泥呈黄褐色细砂状外观,球形或椭球形,结构密实且轮廓清晰。扫描电镜(SEM)下显示颗粒外型不很规则,表面有多处由密集的细菌聚集成团,感官结构更为牢固。稳定运行阶段颗粒污泥的平均粒径为245.4μm,SVI值为45～55。颗粒污泥SBR反应器在前期驯化和培养试验阶段中,对COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为65.37%,92.93%,37.14%,52.76%。在后期提高负荷阶段连续运行了5个月,系统对COD、氨氮、总氮、总磷仍能保持较好的去除能力,平均去除率分别为91.63%,74.02%,68.42%,96.41%。有机物大部分在厌氧阶段被吸收,并伴随着磷酸盐的释放。在负荷提高阶段,反应器具有很高的除磷效果。对反应器的运行参数进行优化调整。反应器在溶解氧为2～3mg/L的条件下和溶解氧控制在3～4mg/L、4～6mg/L下运行效果基本持平;体积交换率在70%时,反应器具有较好的处理效果;在原曝气段的中间增加厌氧搅拌段,并且延长曝气时间,使反应器的脱氮除磷效果明显好转。

关键词：污泥驯化好氧颗粒污泥生活污水参数优化

钨冶炼废水微生物菌群特性及其MBR过程研究

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钨冶炼废水微生物菌群特性及其MBR过程研究

作者：刘佛财江西理工大学

学位级别：硕士

稀有稀土高盐氨氮废水总量之大、处理难度之高成为水处理领域的热点和难点,采用物理化学法对其进行处理存在成本高,二次污染等缺点,传统生物法因受盐度影响,难以对其进行高效处理。MBR具有传统生物法所不具备的优点,为提高高盐氨氮废水... 详细信息

稀有稀土高盐氨氮废水总量之大、处理难度之高成为水处理领域的热点和难点,采用物理化学法对其进行处理存在成本高,二次污染等缺点,传统生物法因受盐度影响,难以对其进行高效处理。MBR具有传统生物法所不具备的优点,为提高高盐氨氮废水的处理效能提供了契机。本文以钨冶炼废水为研究对象,着重研究了钨冶炼废水微生物菌群特性以及在MBR过程中的污染物去除影响规律,研究结论如下:(1)盐度对常规活性污泥影响很大,盐度抑制污泥活性,从而影响硝化性能,污泥耗氧速率(SOUR)和污泥比硝化速率(SNR)随盐度增加而降低。3.0%盐度下,SOUR仅为无盐环境下的50.6%,硝化反应几乎停止。SEM-EDS分析表明,盐度破坏污泥微观结构,污泥表面形成圆形颗粒物质随盐度增加而减少,C元素随盐度增加而增加,Si元素则相反,这可能与盐度破坏污泥絮体结构、溶胞现象和特征酶活性降低相关。(2)污泥耐盐驯化期间,污泥絮体逐渐变得细小且紧密。污泥体积指数(SVI)随盐度增加而降低,污泥沉降性能提高,盐度由0 g/L增加至30 g/L,SVI值从111.5 mL/g降至65.3 mL/g。驯化初期,系统对COD和NH-N去除率受盐度影响较大,随着微生物逐渐适应高盐环境,去除率提高,COD去除率达86%5%,NH-N去除率达81%5%,NO-N和NO-N浓度受盐度影响波动较大。(3)三维荧光光谱(EEM)对比分析耐盐驯化前与驯化完成时污泥样品可溶性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)结果表明:盐度增加,荧光峰数量及荧光强度均有所增加,表明微生物通过分泌更多的SMP和EPS以抵抗高渗透压环境。(4)盐度增加导致微生物多样性降低。变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、酸杆菌门、浮霉菌门和厚壁菌门等为系统内主要微生物群落结构组成。假单胞菌属、副球菌属、盐单胞菌属、陶厄氏菌属和亚硝化单胞菌属等成为主要优势菌属,具有良好的有机物去除和硝化或反硝化性能,并表现出不同程度的耐盐性。(5)系统对COD和NH-N的去除率总体上表现为一定范围内随HRT、DO值增加而提高,DO为2.0 mg/L时,系统表现为较好的同步硝化反硝化性能。系统对COD和NH-N的去除不受C/N变化影响,但一定范围内提高C/N,有利于系统反硝化的进行。响应曲面法对系统去除NH-N效率进行分析,在水力停留时间为20.51 h,碳氮比为6.88和溶解氧浓度为3.25 mg/L的条件下,NH-N去除率可达90.4%。

关键词：高盐氨氮废水膜生物反应器污泥驯化微生物特性处理效能

远紫外光氧化-SBR法处理餐饮废水的试验研究

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远紫外光氧化-SBR法处理餐饮废水的试验研究

作者：刘志华中科技大学

学位级别：硕士

餐饮废水污染是城市环境治理的热点。结合餐饮废水的具体特点,本文分别采用纯远紫外光氧化,单一SBR反应器及远紫外光氧化-SBR反应器进行了处理餐饮废水的试验研究。首先进行了远紫外光氧化试验研究,并重点对光照时间及COD浓度因素进行... 详细信息

餐饮废水污染是城市环境治理的热点。结合餐饮废水的具体特点,本文分别采用纯远紫外光氧化,单一SBR反应器及远紫外光氧化-SBR反应器进行了处理餐饮废水的试验研究。首先进行了远紫外光氧化试验研究,并重点对光照时间及COD浓度因素进行了试验分析。作为餐饮废水的预处理,利用远紫外光的氧化,使废水中的大分子物质降解为小分子物质,难降解物质转化为易降解物质,从而为后续的好氧生物处理创造良好的条件。试验结果表明:在进水COD浓度为2100mg/L的情况下,光照10min后COD、BOD及油脂的去除率分别达到47.74%,33.62%和77.92%,去除大部分难降解的油脂,同时提高了餐饮废水的BOD/COD比值。光照10min后COD、BOD及油脂去除效果不明显。然后进行了单一SBR反应器处理餐饮废水的试验研究,试验结果表明:SBR法对于餐饮废水处理有较好的效果,在进水COD为2100mg/L,曝气时间8h,曝气量为30L空气/(L·h),MLSS为3000mg/L的情况下, COD、BOD及油脂去除率分别为91.81%,93.43%和93.65%。最后进行远紫外光氧化-SBR反应器的试验研究,试验结果表明:远紫外光氧化法和SBR系统能很好地结合,在进水、工艺条件相近的情况下,远紫外光氧化10min后仅曝气4h,出水COD、BOD及油脂去除率就达到93.67%,94.85%和95.6%,远高于单一SBR法的处理效果。试验确定了最佳工艺条件为:光照时间10min,曝气量30L空气/(L·h),MLSS为3500mg/L,pH值为7,在曝气时间8h的情况下,COD、BOD及油脂去除率分别达到97.52%,98.27%和98.53%。根据试验结果,本文推荐使用远紫外光氧化-SBR反应器处理餐饮废水。该系统具有处理效率更高、缩短曝气时间、抗冲击负荷能力强、有助于消除污泥膨胀的特点,具有很大的灵活性。在最佳工艺条件下连续运行10d,处理效果十分稳定,出水水质达到了国家规定的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定的Ⅱ级排放标准。

关键词：餐饮废水远紫外光 SBR 油脂污泥驯化

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倒置A2/O工艺处理村镇生活污水试验研究

倒置A2/O工艺处理村镇生活污水试验研究

作者：游顺重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,随经济的发展和人民生活水平的提升,村镇生活污水排放量不断提高,但相应的污水处理设施建设却没有跟上经济发展的步伐,导致附近的河流湖泊污染严重,水体富营养化现象屡见不鲜。因此,迫切需要采取行动,探究适合村镇生活污水的处... 详细信息

近年来,随经济的发展和人民生活水平的提升,村镇生活污水排放量不断提高,但相应的污水处理设施建设却没有跟上经济发展的步伐,导致附近的河流湖泊污染严重,水体富营养化现象屡见不鲜。因此,迫切需要采取行动,探究适合村镇生活污水的处理工艺来治理广大村镇地区的水环境污染。为解决村镇的水污染问题,本试验选用倒置A/O生物反应器处理四川村镇生活污水。本试验用水选取四川某地区村镇生活污水,首先对接种污泥以间歇-连续流等形式进行污泥的培养驯化;驯化结束后采用正交试验考察各类影响因素对COD,TN、NH-N和TP等常规水质指标的去除效果,以氮、磷的去除效果作为重点的研究对象,筛选出倒置A/O在不同试验工况下的最优运行参数;确定最优参数工况后,对各构筑物单元的处理功能做进一步的探究,研究倒置A/O在连续流下对各污染物稳定的去除效果,各构筑物单元的处理性能以及C、N、P在倒置A/O系统中流动的物料平衡关系;通过生物除磷与化学除磷(FeSO)相结合的优化措施进行TP达标排放的强化研究。试验结果表明:(1)污泥驯化期间倒置A/O系统对COD、TN、NH-N、TP的处理效果稳定,相应水质指标的出水平均浓度分别为36mg/L、14.12mg/L、4.28mg/L和1.22mg/L,平均去除率分别为85.3%、61.7%、84.6%和64.8%,仅TP的出水浓度未能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标的标准(≤0.5mg/L),从污泥调试至稳定运行大约30d。(2)通过正交试验综合分析水力停留时间、污泥回流比及水气比的不同试验组合对各污染物(COD、TN、NH-N、TP)的去除效果,最佳工况的工艺参数为:水力停留时间10h,污泥回流比100%,水气比1:15。(3)在最佳工况运行下的重复性试验中,倒置A/O工艺对四川村镇污水中各种污染物均有较好的处理效果,COD、TN、NH-N、TP、SS等指标的平均出水浓度分别为31mg/L、14.64mg/L、3.37mg/L、0.89mg/L、16mg/L,其中COD、NH-N、TN出水浓度优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标的标准,TP和SS出水浓度仅能达到城镇污水一级B标准;根据各处理单元处理能力分析,其中缺氧反应段COD的浓度下降百分比为62.2%,NH-N的浓度下降百分比为66.2%,TN的浓度下降百分比为40%,厌氧反应段COD的浓度下降百分比为13.9%,TN的浓度下降百分比为11.4%,好氧反应段COD的浓度下降百分比为6.0%,NH-N的浓度下降百分比为29.9%,TN的浓度下降百分比为6.8%,TP的浓度下降百分比在80%以上;通过对倒置A/O脱氮除磷工艺的物料衡算公式分析得出,COD的平衡率达到102.7%,氮的平衡率达到96.3%,磷的平衡率达到89.3%,更好地理解了倒置A/O工艺对C、N、P的利用分布情况,这为评价试验数据的有效性、建立数学模型以及倒置A/O工艺的实际工程应用提供理论参考价值。(4)在生物除磷与化学除磷相结合试验中,随着FeSO初始浓度的提高,TP的出水浓度逐渐下降,当FeSO投加浓度增加至7.5mg/L时,TP出水浓度已满足规范要求;TP的去除率随亚铁初始浓度的提高而缓慢增加,当FeSO投加量大于10mg/L时,TP的出水浓度变化不大;从投加位置的选择上看,相较于利用反硝化产生的碱度来提高亚铁离子的同步氧化速度来说,将FeSO投加在好氧池进水口处取得的TP去除效果更佳;在实际连续运行的最优工况试验中,TP的平均出水浓度为0.33mg/L,相较于未投加药剂之前,平均去除率提高11百分点,FeSO投加对SS出水有轻微的促进作用,使出水的p H有轻微的降低,但并不影响活性污泥的生物活性;经济成本方面,投加FeSO的药剂成本大约在0.0075元/t,选择投加FeSO显得比较经济。

关键词：倒置A2/O 污泥驯化脱氮除磷物料平衡化学除磷