本文選題：顆粒填料生物濾池 + 生物堵塞��； 參考：《南京大學》2017年碩士論文

【摘要】：針對村鎮(zhèn)生活污水處理技術特點研發(fā)的腐殖填料生物濾池技術穩(wěn)定運行中具有不排泥的特點,即不需要反沖洗又可維持腐殖填料滲濾性能的穩(wěn)定,目前沒有合適的理論體系給予科學的解釋,初步推測與顆粒填料內(nèi)微生物生長衰亡規(guī)律以及滲濾性能演變規(guī)律有密切聯(lián)系。同時雖然腐殖填料抗堵塞性能突出,但長期運行過程中依舊存在堵塞的風險,工藝的優(yōu)化和提升過程中需要重點研究微生物生長衰亡規(guī)律與滲濾性能演變規(guī)律的特征關系。本研究基于玻璃微珠填料生物濾池研究滲透系數(shù)、微生物量和基質(zhì)濃度時間和空間分布特征,分析了顆粒填料生物濾池滲濾性能演變規(guī)律。在此基礎上,分別建立了基質(zhì)遷移與降解模型、微生物生長與衰亡模型、孔隙率變化模型和滲透系數(shù)變化模型,綜合以上四個模型構建了一維恒定流生物堵塞模型。再結合顆粒填料生物濾池滲濾性能演變規(guī)律研究的實驗數(shù)據(jù),檢驗和修正了生物堵塞模型。最后,基于生物堵塞模型模擬分析了間歇式顆粒填料生物濾池滲濾性能演變規(guī)律。研究結果表明:各層填料相對滲透系數(shù)隨時間進行逐漸下降且下降速率呈梯度分布。沿滲流方向,基質(zhì)不斷被微生物吸附降解,基質(zhì)濃度逐漸下降,微生物增長速率逐漸減小,使相對孔隙率下降速率逐漸減小,最終造成滲透系數(shù)下降速率在時間和空間上呈現(xiàn)差異性。具體表現(xiàn)為:上層填料基質(zhì)濃度高,微生物增長速率快,相對滲透系數(shù)下降較快,最先發(fā)生堵塞;而中下層填料由于缺乏足夠的基質(zhì)供給,微生物生長緩慢,相對滲透系數(shù)下降緩慢。通過研究影響率發(fā)現(xiàn),0-5cm層填料滲濾性能的變化對總填料層滲濾性能變化的影響程度逐漸增大,最終接近于1;證實了總填料層的堵塞主要是由0-5cm層填料堵塞引發(fā)的。顆粒填料滲透系數(shù)隨孔隙率變化的特征關系與顆粒填料粒徑大小有關,只考慮孔隙率變化對滲透系數(shù)影響的宏觀模型并不適用于模擬不同粒徑顆粒填料滲透系數(shù)的變化。針對0.45-0.7mm、0.7-1.0mm、1.0-1.2mm三種不同粒徑顆粒填料,綜合基質(zhì)遷移與降解模型、微生物生長與衰亡模型、孔隙率變化模型和滲透系數(shù)變化模型,分別建立了適用于相應粒徑范圍的生物堵塞模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。模型反映了同一進水基質(zhì)濃度下微生物生長衰亡規(guī)律與顆粒填料滲濾性能演變規(guī)律的特征關系�；陬w粒填料生物濾池滲濾性能演變規(guī)律研究實驗數(shù)據(jù)檢驗表明,采用微元法并以達西定律為基礎建立的基于生物堵塞模型求解總填料層滲透系數(shù)的方法具有可行性。生物堵塞模型Ⅰ、生物堵塞模型Ⅱ和修正后的生物堵塞模型Ⅲ可以較好的模擬顆粒填料生物濾池滲濾性能動態(tài)變化過程。間歇式顆粒填料生物濾池模擬結果表明,隨著基質(zhì)不斷被微生物降解,基質(zhì)濃度沿填料深度逐漸降低且下降速率逐漸增加,大部分基質(zhì)被上層填料微生物降解。微生物沿填料深度呈遞減趨勢,上層填料由于基質(zhì)濃度高,使微生物增長速率快,中下層填料基質(zhì)濃度低,微生物增長緩慢。滲透系數(shù)變化受到微生物積累量的影響,上層填料滲透系數(shù)下降較快,中下層填料滲透系數(shù)下降較慢,后期底層填料由于缺乏基質(zhì)供給,微生物進入內(nèi)源呼吸期,微生物量減少導致滲透系數(shù)出現(xiàn)回升。當進水基質(zhì)濃度為200mg/L時,間歇式顆粒填料生物濾池相對滲透系數(shù)下降緩慢且其穩(wěn)定運行時間是連續(xù)式顆粒填料生物濾池的2.3倍。通過對比兩種運行方式下微生物凈比增長速率發(fā)現(xiàn),間歇式運行方式具有限制微生物總量增長的優(yōu)勢,同時其抗有機負荷沖擊能力強。以上研究結果表明,顆粒填料生物濾池生物堵塞模型可以較好的模擬微生物生長衰亡規(guī)律與滲濾性能演變規(guī)律的特征關系,可以為顆粒填料生物濾池技術抗堵塞機理的解讀和應用提供重要的理論支撐。
[Abstract]:In this paper , the characteristics of permeability coefficient , microbial biomass and matrix concentration time and spatial distribution of biological filter are studied . When the concentration of the water inlet matrix is 200mg / L , the permeability coefficient of the medium and lower layers decreases slowly .

【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：1764276