【摘要】：基于活性污泥對污水中有機污染物的初期去除作用開發(fā)出來的生物絮凝吸附工藝,在基建投資和運行費用較低的情況下可去除大部分污水中的有機污染物,對降低城市污水處理廠的投資和運行費用具有十分重要的現(xiàn)實意義。國內(nèi)外對生物絮凝吸附工藝的系統(tǒng)構(gòu)成、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式及部分工藝參數(shù)如污泥濃度、停留時間等進行了研究,但對其工藝原理的認識不夠深入,也未能建立描述該工藝的數(shù)學模型,其研究結(jié)果缺乏普適性。本論文通過小試系統(tǒng)研究并優(yōu)化了生物絮凝吸附工藝的主要工藝參數(shù),在解析其工藝原理的基礎(chǔ)上建立了具有描述該工藝的數(shù)學模型,中試系統(tǒng)的穩(wěn)定運行表明該工藝具有運行的可靠性和穩(wěn)定性,其運行結(jié)果證明了所建數(shù)學模型的合理性和準確性,說明本研究的結(jié)果具有普適、性。本研究的主要成果如下： 1.在分析生物絮凝吸附工藝各主要工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了生物絮凝小試系統(tǒng)；系統(tǒng)考察了氣水比、絮凝時間、活化時間、污泥齡和回流比5個等主要工藝參數(shù)對系統(tǒng)污染物去除效果的影響,獲得了生物絮凝吸附工藝的優(yōu)化參數(shù)：氣水比10：1,絮凝時間30min,活化時間2h,污泥齡6d,回流比40%-50%。 2.對生物絮凝吸附工藝的污泥吸附特性進行了考察,結(jié)果表明該工藝對懸浮和膠體有機物的吸附效果好；污泥經(jīng)活化后,吸附性能大大提高；偽二級動力學方程能更好地描述污泥對有機物的吸附特性,20℃下的偽二級吸附速率常數(shù)kads為0.816 g-COD/mg-MLVSS.h;添加抑制劑后的活性污泥比吸附率降低了10%左右,表明系統(tǒng)中仍存在微生物對有機污染物的生物降解作用；污泥的異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)為0.69 g-COD/g-COD,污泥產(chǎn)量較高。 3.根據(jù)對生物絮凝吸附工藝原理的剖析,引入吸附過程和水解過程,以ASM1模型為基礎(chǔ),建立了描述生物絮凝吸附工藝的數(shù)學模型；通過建立工藝過程動力學方程和物料平衡方程,對系統(tǒng)內(nèi)的不同組分碳源進行了物料平衡分析；敏感分析結(jié)果表明,模型參數(shù)的敏感度從大到小依次為YH、μH、kH、KX、KS、kads、μA、bA,對敏感度較大的μH、kH、KX和Ks進行了參數(shù)估計；用生物絮凝小試系統(tǒng)的試驗結(jié)果對模型進行了校正與驗證,證明所建數(shù)學模型具有較高的準確性；應(yīng)用所建數(shù)學模型對生物絮凝工藝參數(shù)進行優(yōu)化的結(jié)果為：絮凝時間為40min、活化時間為1.5h、污泥齡為6d。 4.以小試研究為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)學模型對工藝參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果,完成了生物絮凝中試系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試；水力負荷增大,中試系統(tǒng)對污水SS、COD和CODss去除效率大幅度下降,而SS和CODss去除率變化較小；污泥負荷在2-20 kgCOD/kgMLSSd之間變化,系統(tǒng)對COD和SS仍保持較高的去除率,而SCOD去除率隨著污泥負荷的增加而降低；當回流比分別為50%和25%時,生物絮凝中試系統(tǒng)的COD平均去除率分別為70%和65%、NH3-N平均去除率分別為15%和10%、P043--P平均去除率分別為40%和20%；該工藝承受沖擊負荷的能力較強；中試系統(tǒng)的運行結(jié)果進一步證明了所建數(shù)學模型的合理性和準確性,能夠為污水處理廠的設(shè)計和運行提供理論指導。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X703

【引證文獻】

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2 劉紹根;孫娟娟;成雄劍;馬艷華;;生物絮凝吸附與曝氣生物濾池組合工藝處理生活污水[J];水處理技術(shù);2012年05期

3 鄧翔宇;;水質(zhì)監(jiān)測中氨氮測定的影響因素分析[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2014年04期

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3 成雄劍;生物絮凝吸附污泥的水解酸化及其有機物在生物脫氮過程中的再利用[D];安徽建筑工業(yè)學院;2012年

4 祁偉樂;針對釀酒厭氧出水的好氧顆粒污泥研究及其數(shù)學模擬[D];安徽建筑大學;2013年

本文編號：2787005