【摘要】： 活性污泥工藝在污水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用勢(shì)必將產(chǎn)生大量的剩余活性污泥,剩余污泥的處理處置問題已經(jīng)成為國(guó)際上亟待解決的難題之一。針對(duì)活性污泥工藝的這一弊端,結(jié)合臭氧溶胞隱性生長(zhǎng)理論,圍繞臭氧化過程的規(guī)律、影響因素以及動(dòng)力學(xué)分析和優(yōu)化方法等方面展開基礎(chǔ)研究,設(shè)計(jì)了可與活性污泥工藝結(jié)合的臭氧減量單元,并考察了將臭氧化減量單元與CAS工藝和MBR工藝結(jié)合后處理生活污水的工藝設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行效果。 考察了不同濃度污泥混合液在臭氧化過程中各參數(shù)的變化。結(jié)果表明:溶胞過程中MLSS和rCOD均呈準(zhǔn)線性變化;單位污泥溶解釋放出的rCOD的量在0.96-1.04之間;活細(xì)菌總數(shù)呈指數(shù)下降趨勢(shì),在較短的時(shí)間內(nèi)就完成了殺菌過程;混合液中溶解性的N和TP均呈增加趨勢(shì),而pH值則由8下降至5左右。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的討論發(fā)現(xiàn):合理控制氧化反應(yīng)時(shí)間、提高溶胞比有利于維持活性污泥工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性。 分別研究了氧化過程和傳質(zhì)過程的影響因素。結(jié)果表明臭氧氧化過程的影響因素有臭氧進(jìn)氣濃度、臭氧投量、混合液初始污泥濃度、胞外聚合物含量、還原性物質(zhì)的濃度、pH值以及減量單元的運(yùn)行方式等。其中臭氧進(jìn)氣濃度、混合液初始污泥濃度及操作方式為臭氧化過程的主要影響因素。隨著臭氧濃度的增加,溶胞速率相應(yīng)增加;而在相同的臭氧進(jìn)氣濃度條件下,低初始MLSS將更有利于臭氧溶胞;就操作方式而言,在相同能耗的條件下,連續(xù)操作的溶胞效果好于間歇操作。研究發(fā)現(xiàn)臭氧傳質(zhì)過程的主要影響因子為:污泥濃度、進(jìn)氣臭氧濃度、混合液的高度、表觀氣速及平均氣泡直徑,并通過數(shù)學(xué)模型獲得了傳質(zhì)效率與影響因子間的相互關(guān)系。 對(duì)污泥臭氧溶胞過程的動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在一定臭氧投量下,MLSS濃度和活細(xì)菌總數(shù)可分別用線性方程和指數(shù)方程描述。對(duì)不同初始MLSS的混合液的殺菌率的研究表明混合液中氧化殘余的污泥不適宜再次返回曝氣池內(nèi);溶胞釋放的rCOD與反應(yīng)時(shí)間可用線性方程描述。 在減量工藝的優(yōu)化方面認(rèn)為低污泥產(chǎn)率工藝有利于降低能耗,從而減少污水處理費(fèi)用;低污泥濃度條件更有利于臭氧氧化溶胞;臭氧化時(shí)間的選擇應(yīng)兼顧溶胞比和經(jīng)濟(jì)性兩項(xiàng)指標(biāo),當(dāng)溶胞比在0.72-0.8之間可取得較好的減量效果;對(duì)于同一濃度的污泥來(lái)說(shuō),選擇較大溶胞比和較低能耗的投量是最經(jīng)濟(jì)的;臭氧利用效率為0.9以上的混合液高度為優(yōu)化高度,反應(yīng)器的總高取值宜為1.5-2.0倍優(yōu)化高度。 進(jìn)入SO(Sludge ozonation)單元的污泥混合液的流量可以通過q/Qmax來(lái)確定,相應(yīng)的主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)為:污水流量Q、進(jìn)水和出水中SCOD濃度變化(S0-Se)、進(jìn)水中有機(jī)物的表觀污泥產(chǎn)率Yobs、溶胞比ξ、單位污泥溶解釋放的rCOD值η和產(chǎn)率系數(shù)Y2;在進(jìn)行CAS-SO工藝(conventional activated sludge, CAS)或MBR-SO工藝(Membrane Bioreactor, MBR)實(shí)驗(yàn)研究時(shí)應(yīng)首先確定這些參數(shù),然后再確定設(shè)計(jì)污泥流量q,本研究中q值分別為9 L·d-1和2 L·d-1。 在設(shè)計(jì)參數(shù)的控制下,兩套工藝連續(xù)運(yùn)行80天均取得了較好的運(yùn)行效果。與控制階段相比,出水指標(biāo)中懸浮物濃度、COD以及氨氮的濃度均未受到明顯改變,而其他指標(biāo)如硝酸鹽氮、TN和TP則差別較為顯著,原因是兩套工藝氮的轉(zhuǎn)化途徑不同且均無(wú)污泥排放,導(dǎo)致出水氮磷含量較高。分析CAS-SO工藝污泥性質(zhì)發(fā)現(xiàn):SO單元的引入對(duì)胞外聚合物濃度、沉降性能、活細(xì)菌數(shù)量、脫氫酶活性及比耗氧速率均會(huì)造成一定程度的影響,但影響不大,SO單元的引入沒有惡化系統(tǒng)內(nèi)的污泥性質(zhì)。 比較CAS-SO工藝和MBR-SO工藝發(fā)現(xiàn):MBR工藝無(wú)論是在技術(shù)指標(biāo)上還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上均略高于CAS工藝,而在運(yùn)行效能方面二者則各有優(yōu)點(diǎn)。對(duì)運(yùn)行費(fèi)用的估算發(fā)現(xiàn)MBR-SO工藝處理單位體積廢水產(chǎn)生的污泥所需要的費(fèi)用較少,約為CAS-SO工藝的一半。兩種工藝處理單位體積廢水產(chǎn)生的污泥所需的費(fèi)用分別占污水處理費(fèi)用的9.5%和5.83%。 【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703

【圖文】：

根據(jù)本試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容，可以將試驗(yàn)過程簡(jiǎn)單地分為兩個(gè)段，即臭氧污泥減量影響因素研究（對(duì)應(yīng)研究?jī)?nèi)容的第 1 和 2元與 CAS 工藝和 MBR 工藝的組合工藝的污泥減量化效果研內(nèi)容的第 4 和 5 部分），因此所需的試驗(yàn)裝置也為三套，分別分內(nèi)容。臭氧污泥減量影響因素研究試驗(yàn)裝置1 試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)的裝置由三部分組成，即臭氧發(fā)生裝置、污泥接觸臭氧吸收、檢測(cè)系統(tǒng)，見圖 2-1 所示。⑤⑤⑦污泥進(jìn)口接壓力平衡器

0.00.40.81.22 12 22 32 42 52臭濃度氧m/g LSS=4g L-12 22 52 92 132臭氧化反應(yīng)時(shí)間 /minSS=8g L-12 42 82 122 162 2020.00.20.40.6氧利臭效率用USS=12000mg L-1圖 3-15 臭氧的進(jìn)、出氣濃度和利用效率隨時(shí)間變化曲線Fig. 3-15 Variation of ozone utilization efficiency asw a function of ozonation time三種污泥濃度情況下的進(jìn)、出氣臭氧濃度的變化情況及對(duì)應(yīng)的臭氧利用效率 U 見圖 3-15 所示。在進(jìn)氣濃度略有波動(dòng)的情況下（由儀器和環(huán)境因素共同決定），出氣中臭氧的濃度呈現(xiàn)出基本相似的規(guī)律，即出氣濃度隨時(shí)間變化呈先降低后升高的趨勢(shì)。對(duì)于不同濃度的污泥，略有不同的是最低出氣濃度出現(xiàn)的時(shí)間和大小，其數(shù)值分別為 0.058mg·L-1（12min）、0.047mg·L-1（52min）和 0mg·L-1（60-120min）。而利用效率 U 的變化規(guī)律與出氣濃度的變化剛好對(duì)應(yīng)，為先增加后減小。利用效率最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)最低出氣濃度出現(xiàn)時(shí)間，大小隨 MLSS 的增加略有增加，分別為 0.95、0.96 和 1。液相液相胞內(nèi)物

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 何楚茵;金輝;卜淳煒;溫子成;李峗;;臭氧處理剩余污泥的減量化實(shí)驗(yàn)研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2012年11期

2 孫連鵬;譚錦欣;葉挺進(jìn);羅旺興;歐偉松;;剩余污泥中磷的回收利用[J];能源環(huán)境保護(hù);2014年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 何楚茵;臭氧與酸堿耦合對(duì)剩余污泥溶胞減量效果的實(shí)驗(yàn)研究[D];中山大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：2712449