近年來,隨著農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和居民生活水平的快速提高,農(nóng)村污水產(chǎn)生量不斷增加,農(nóng)村污水排放已成為影響農(nóng)村水環(huán)境的重要因素之一。針對(duì)常規(guī)單一厭氧生物技術(shù)處理低濃度農(nóng)村污水啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、處理效率有待提高等問題,本論文進(jìn)行了強(qiáng)化復(fù)合厭氧技術(shù)研究。與常規(guī)厭氧處理技術(shù)相比,復(fù)合厭氧技術(shù)強(qiáng)化了傳質(zhì)和微生物反應(yīng),處理系統(tǒng)的污泥濃度、基質(zhì)混合和降解推動(dòng)力高,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),啟動(dòng)時(shí)間短。通過構(gòu)建強(qiáng)化復(fù)合厭氧反應(yīng)器小試裝置,優(yōu)化厭氧折流區(qū)和濾池區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),考察反應(yīng)器的啟動(dòng)運(yùn)行條件、啟動(dòng)性能、穩(wěn)定期污染物去除效果及相關(guān)指標(biāo)沿程變化規(guī)律;分別進(jìn)行水力沖擊和水質(zhì)沖擊下的抗沖擊負(fù)荷研究;基于16S rDNA宏基因組高通量測(cè)序技術(shù),綜合表征厭氧折流區(qū)的優(yōu)勢(shì)微生物種群及豐度。主要研究結(jié)論如下:啟動(dòng)期進(jìn)水COD濃度187~380 mg/L,ORP為-100~-300 mV、pH為6.8~7.0,25 d后COD去除率達(dá)到70.7%,彈性填料掛膜較好,確定反應(yīng)器啟動(dòng)成功。穩(wěn)定期隨著HRT從24 h降低至18 h、12 h、8 h和5 h,COD去除率先增加后下降,平均為79.5%;濾池區(qū)COD去除貢獻(xiàn)率(4.5%)遠(yuǎn)小于厭氧折流區(qū)(75.0%);沼氣中CH_4百分比隨著HRT的縮短有一定程度下降,OLR為0.13~1.16 kg COD/(m~3·d)時(shí),CH_4產(chǎn)氣量隨著OLR的增加呈上升趨勢(shì),CH_4與OLR的關(guān)系為:CH_4(g)=5.56×OLR~(0.80)(R~2=0.80);各格室COD去除貢獻(xiàn)率沿程基本呈現(xiàn)遞減趨勢(shì),其中前端兩格室對(duì)COD降解占主要作用,為56.8%~60.3%,DOM沿各格室發(fā)生分解轉(zhuǎn)化、濃度逐漸降低,和COD的實(shí)際去除效果一致。分別進(jìn)行反應(yīng)器的水質(zhì)沖擊和水力沖擊實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,水質(zhì)沖擊后10 h,水力沖擊后6 h,反應(yīng)器可恢復(fù)沖擊負(fù)荷之前的狀態(tài)。強(qiáng)化復(fù)合厭氧反應(yīng)器處理效果好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單,可為小型分散式農(nóng)村污水處理設(shè)施(5 m~3/d)提供借鑒。通過分析EPS三維光譜圖得出,反應(yīng)器各格室中的污泥EPS含量隨運(yùn)行時(shí)間呈上升趨勢(shì),同一HRT下,污泥EPS含量沿程逐漸減少;通過污泥掃描電鏡得出,污泥絮體結(jié)構(gòu)較致密,菌膠團(tuán)數(shù)量較多,內(nèi)部供物質(zhì)交流的孔洞和通道十分清晰,污泥表面以球菌為主,短桿菌和絲狀菌較少。綜合表征厭氧折流區(qū)各格室污泥的真細(xì)菌和古細(xì)菌群落組成,結(jié)果表明,第一格室中的微生物多樣性最高,而第二格室中微生物豐度最高。門水平上發(fā)酵類細(xì)菌和產(chǎn)乙酸菌(Firmicutes、Chloroflexi、Proteobacteria和Bacteroidetes)豐度之和在各格室中分別為74.5%、86.7%、78.5%和78.9%。門水平上產(chǎn)甲烷菌(Methanomicrobia、Methanobacteria和Thermoplasmata)豐度之和在各格室中分別為93.7%、96.4%、98.2%和97.7%,可見產(chǎn)甲烷菌的豐度沿格室是逐漸上升的。
【學(xué)位單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

理懸浮物高的污水。厭氧折流板反應(yīng)器處理農(nóng)村污水啟在的水力死區(qū)容易影響反應(yīng)器運(yùn)行效果。村污水水量、水質(zhì)波動(dòng)大，常規(guī)單一厭氧折流板反應(yīng)器濃度農(nóng)村污水效率低、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、效果不穩(wěn)定等問題合厭氧生物處理技術(shù)。本技術(shù)有機(jī)結(jié)合厭氧生物濾池和勢(shì)，強(qiáng)化傳質(zhì)和微生物反應(yīng)過程，提高污水中污染物的的啟動(dòng)時(shí)間，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。研究的強(qiáng)化復(fù)合厭氧反應(yīng)器由上部的厭氧折流區(qū)和下池區(qū)組成，由于傳統(tǒng)的 ABR 內(nèi)部不填充填料，當(dāng)?shù)撞课凵仙魉佥^低時(shí)，污泥中微生物和底物基質(zhì)接觸往往只，發(fā)生溝流和短流現(xiàn)象時(shí)，泥水接觸不充分，傳質(zhì)效果厭氧折流區(qū)填充的立體彈性填料上附著的生物膜能有效。厭氧折流區(qū)流失的污泥在反應(yīng)器底部錐形槽有效沉積 濾料為礫石和陶粒復(fù)合濾料，能吸附和降解一定污染物器結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示，外觀圖如圖 2-2 所示。

圖 2-2 反應(yīng)器外觀圖Fig.2-2 Reactor appearance復(fù)合厭氧反應(yīng)器的材質(zhì)為有機(jī)玻璃，長(zhǎng) 80 cm，寬 20 cm，高 槽設(shè)排泥口和傾斜布水板，攔截部分污泥，反應(yīng)器上方設(shè)上設(shè)泥水混合液取樣口。生活污水首先經(jīng)蠕動(dòng)泵進(jìn)入 4 個(gè)格室然后進(jìn)入?yún)捬鯙V池區(qū)。厭氧折流區(qū)主要用于去除懸浮態(tài)有機(jī)機(jī)物；濾池區(qū)用于進(jìn)一步去除溶解態(tài)有機(jī)物，提高污染物的處）設(shè)計(jì)水量公式：水力停留時(shí)間＝容積/流量，容積一定時(shí)，流量由 HRT 最短為 5 h，最長(zhǎng)為 40 h，反應(yīng)器有效容積為 120 L，則進(jìn)L/d。）容積負(fù)荷率器的設(shè)計(jì)進(jìn)水中 COD 濃度平均為 295 mg/L，反應(yīng)器的有效容 最短為 5 h，最長(zhǎng)為 40 h，容積負(fù)荷率為 0.18~1.42 kg COD/（負(fù)荷率：VQS0N=

第 3 章 強(qiáng)化復(fù)合厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行特性第 3 章 強(qiáng)化復(fù)合厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)運(yùn)行特性氧反應(yīng)器的啟動(dòng)主要是促進(jìn)微生物適應(yīng)反應(yīng)器中特殊厭氧環(huán)境中污染物質(zhì)。順利啟動(dòng)是反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，由于厭氧微現(xiàn)快速啟動(dòng)，需要在啟動(dòng)期間盡量維持較小的負(fù)荷，防止超后逐漸提高負(fù)荷。采用維持進(jìn)水濃度不變，逐步縮短 HRT 的啟動(dòng)方法。啟動(dòng)期D 去除率變化、各格室 pH 和 ORP 變化及 CH4日產(chǎn)氣量變化應(yīng)器的啟動(dòng)運(yùn)行條件、啟動(dòng)性能及影響因素。COD 去除率變化動(dòng)期的操作條件為：溫度為 35±1 ℃，HRT 由 40 h 逐步縮短到泥，進(jìn)水 COD 濃度 187~380 mg/L，容積負(fù)荷為 0.11~0.38 kg 25 d。考察了反應(yīng)器在啟動(dòng)期進(jìn)、出水 COD 濃度和 COD 去除示。
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