【摘要】： 準(zhǔn)確掌握廢水的生物降解特性是廢水生物處理工程設(shè)計(jì)和處理設(shè)施運(yùn)行優(yōu)化的必要前提,也是活性污泥系列模型(Activated Sludge Model,ASM)理論研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)工作。本論文基于活性污泥模型COD組分的劃分概念,重點(diǎn)解決其中幾種關(guān)鍵組分(VFA、RBCOD和SBCOD等)的表征方法的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性等問(wèn)題,并綜合有關(guān)廢水COD組分測(cè)試和表征方法的已有研究成果,提出了一套廢水COD組分表征基準(zhǔn)化方法,并將這套方法進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用研究,得到如下結(jié)論: (1)發(fā)展了測(cè)定廢水中揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的9點(diǎn)pH值滴定法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明該方法是一種操作方便、準(zhǔn)確度和精確度較高、具有很好的重現(xiàn)性和實(shí)用性的方法。 (2)乙酸濃度為10～50mg/L液時(shí),測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)誤差在1mg/L以?xún)?nèi),相對(duì)誤差介于-6.6%～1.1%之間,變異系數(shù)小于6%。相對(duì)誤差和變異系數(shù)均隨乙酸濃度的增大而減小,結(jié)果均在6%以?xún)?nèi)。當(dāng)乙酸與碳酸鹽緩沖體系、磷酸鹽緩沖體系以及氨緩沖體系等共存時(shí),測(cè)定結(jié)果的相對(duì)誤差控制小于8%,變異系數(shù)則小于5%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,9點(diǎn)pH值滴定方法準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好、簡(jiǎn)單實(shí)用,且受其它緩沖體系存在的影響小。 (3)應(yīng)用9點(diǎn)pH值滴定法對(duì)實(shí)際廢水中VFA進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)離子色普法對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明:9點(diǎn)pH值滴定法的測(cè)試結(jié)果是廢水中揮發(fā)性脂肪酸的總量,使用的離子色譜法能夠測(cè)試乙酸和丙酸的含量,乙酸與丙酸之和大約占廢水中總VFA的90%左右,這也與之前的文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果相符。 (4)氧利用速率(Oxygen Uptake Rate, OUR)是異養(yǎng)微生物利用基質(zhì)進(jìn)行新陳代謝的外部響應(yīng),呼吸速率曲線(xiàn)包含了大量的生物反應(yīng)、物理化學(xué)反應(yīng)信息。論文基于活性污泥模型的好氧異養(yǎng)代謝過(guò)程動(dòng)力學(xué)解析提出一種同時(shí)表征廢水中的RBCOD與SBCOD組分的呼吸測(cè)量方法,解決了之前呼吸測(cè)量OUR曲線(xiàn)臺(tái)階判別法的主觀性問(wèn)題。 (5)論文提出的呼吸測(cè)量OUR曲線(xiàn)ASM解析法所得的結(jié)果與傳統(tǒng)的OUR曲線(xiàn)臺(tái)階判別法有著明顯差異,RBCOD小于后者,但前者所得SBCOD大于后者。這是由于后者認(rèn)為SBCOD的水解一直保持在一個(gè)恒定的速率直到RBCOD降解完畢,從而低估了SBCOD降解的OUR,也與ASM的好氧水解理論相矛盾。 (6)基于9點(diǎn)pH值滴定法、呼吸測(cè)量OUR曲線(xiàn)ASM解析法和常規(guī)水質(zhì)分析方法,提出了一套表征廢水COD組分的基準(zhǔn)化方法,運(yùn)用這套方法可以測(cè)試廢水中可發(fā)酵易生物降解組分(SF)、發(fā)酵產(chǎn)物組分(SA)、慢速可生物降解組分(XS)、溶解性不可生物降解組分(SI)和顆粒性不可生物降解組分(XI)等。 (7)應(yīng)用所提出的基準(zhǔn)化表征方法對(duì)重慶市主城的井口污水處理廠、茄子溪污水處理廠以及三峽庫(kù)區(qū)的長(zhǎng)壽污水處理廠的進(jìn)水COD組分進(jìn)行了表征,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基準(zhǔn)化表征方法所得的進(jìn)水COD組分能很好地表達(dá)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)特征,可以為污水處理廠針對(duì)水質(zhì)特性?xún)?yōu)化工藝運(yùn)行提供參考。 (8)以加拿大Hydromantis公司開(kāi)發(fā)的GPS-X5.0軟件為工具,在運(yùn)用進(jìn)水COD組分表征結(jié)果和污水處理廠的具體工藝條件校核ASM1后,對(duì)茄子溪污水處理廠的污水處理過(guò)程進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明:污水處理廠出水COD、NH4-N以及TN的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的誤差小于10%。準(zhǔn)確的COD組分表征提高了模型模擬的精度,更能真實(shí)地反映所研究污水廠運(yùn)行中存在的實(shí)際問(wèn)題。
【圖文】：

hydrolysis 1.9 0.18(Primary effluent) hydrolysis 3.8 0.2 hydrolysis 2.1 0.3articulate COD 1.2 0.1default valuesASM1 3 0.03 Henze et aASM2 3 0.1 Henze et aASM3 3.4 1 Gujer et aetal assesmente hydrolysis 2.6 0.45 Orhon et a hydrolysis Orhon et a Hydrolysis 3.1 0.2 Hydrolysis 1.2 0.5

在利用OUR 來(lái)表征廢水中的相關(guān)組分時(shí)，模型的選取以及模型組分的選取至關(guān)重要。圖1.4 表示的是 Orhon 通過(guò)試驗(yàn)研究證實(shí)的模型選取的正確與否，直接關(guān)系到所得OUR 曲線(xiàn)與模型的吻合性，，其中（a）為單水解模型；（b）為雙水解模型。圖 1.4 分別應(yīng)用單水解模型與雙水解模型擬和 OUR 曲線(xiàn)圖[55]Fig1.4 Calibration of the OUR data for domestic sewage using(a)a single hydrolysis mode(b)a dualhydrolysis model選擇正確的模型與模型組分是正確利用 OUR 信息的首要前提。那么，在得到一條完整的 OUR 曲線(xiàn)之后，如何將 OUR 曲線(xiàn)分段，從而得到 RBCOD 降解曲線(xiàn)和 SBCOD 降解曲線(xiàn)的問(wèn)題，一種傳統(tǒng)的做法是通過(guò)優(yōu)化試驗(yàn)條件，得到分段較為明顯的 OUR 曲線(xiàn)，然后人為判斷 RBCOD 與 SBCOD 降解曲線(xiàn)的交點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2688148