根據(jù)反應(yīng)器理論,將螺旋升流特征應(yīng)用于污水處理的反應(yīng)技術(shù)之中,開發(fā)出了一種新型的污水處理設(shè)備——螺旋升流式反應(yīng)器(SUFR)。論文通過對螺旋升流式反應(yīng)器處理城市污水進行了試驗研究,得到如下結(jié)論: (1)SUFR-A/O除磷系統(tǒng)可獲得良好的除磷及去除COD的效果:當進水COD濃度為212~498mg/L時,出水COD濃度小于40mg/L,平均去除率在95%以上;進水TP濃度為3.62~8.64mg/L時,出水TP濃度小于0.5mg/L,平均去除率在96%以上。該A/O除磷系統(tǒng)具有工藝簡單,處理效果好,運行穩(wěn)定的優(yōu)點,適用于對TN去除要求不高的污水處理。 (2)SUFR脫氮除磷系統(tǒng)具有良好的脫氮除磷及去除COD的效果,可保證出水COD=8~31mg/L,TP=0.07～0.49mg/L,TN=2.3～9.3mg/L。并且通過試驗研究得出該反應(yīng)系統(tǒng)最佳的運行工藝和運行參數(shù)為:(a)厭氧反應(yīng)器、缺氧反應(yīng)器與好氧反應(yīng)器的容積比為1: 1.5~2.5: 3~3.5,好氧反應(yīng)器中的污泥量占污泥總量的比例大于47%,各反應(yīng)器的長徑比控制在4～6之間;(b)水力停留時間為8~10小時,污泥齡為15~22天,好氧反應(yīng)器下部DO濃度為0.5~0.95mg/L,中上部為3.0~3.5mg/L;(c)污泥回流比為40%~60%,好氧反應(yīng)器至缺氧反應(yīng)器的混合液回流比為200%~250%,缺氧反應(yīng)器至厭氧反應(yīng)器的混合液回流比為100%~150%。 (3)SUFR的螺旋升流特征能形成適宜于不同微生物種群生存的生態(tài)位,有利于活性污泥中微生物種群的多樣化,使系統(tǒng)具有較強的抗外界干擾和自身恢復(fù)調(diào)節(jié)能力;螺旋升流特征有利于污泥的顆粒化,可形成不同環(huán)境狀態(tài)的交錯區(qū),為反硝化聚磷菌創(chuàng)造有利的生存微環(huán)境,方便地實現(xiàn)了目前較難工程化的反硝化除磷過程,同時顆粒污泥的形成便于在好氧反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生同時硝化反硝化脫氮作用,因此在COD/(N+P)值相對較低的情況下也可獲得良好的脫氮除磷效果,解決了低碳源污水在常規(guī)生物脫氮除磷工藝中存在的碳源不足問題;螺旋升流特征能提高基質(zhì)的濃度梯度,延長基質(zhì)在反應(yīng)器中的停留時間,使反應(yīng)器表現(xiàn)出明顯的活塞流特征。 (4)SUFR螺旋水流特有的剪切力可破壞圍在氣泡周圍的滯留膜,降低液膜的厚度,減少傳質(zhì)阻力;螺旋水流的慣性離心力可使污泥顆粒作徑向運動,對上升氣泡的流速有一約束作用,使混合液中的氣泡不易合并長大,增大了氣-液接觸的比表面積,提高氧的傳質(zhì)效率;在清水中SUFR的氧傳質(zhì)效率是CSTR的2倍 WP=6 左右,在活性污泥混合液中SUFR的氧傳質(zhì)效率是CSTR的3倍。 (5) 對SUFR脫氮除磷系統(tǒng)中的污泥進行了厭氧吸收COD及釋磷的試驗,結(jié)果表明:在此過程中VSS呈現(xiàn)出上升的趨勢,而MLSS及灰分均呈現(xiàn)出下降的趨勢;當微生物體內(nèi)的糖原耗盡時,會引起厭氧吸收COD及釋磷過程的中斷。本研究得出△P/△PHB、△Gly/△PHB、△P/△COD、△PHB/△COD的平均值分別為0.48 mg/mg、0.50 mg/mg、0.44 mg/mg、0.92 mg/mg;△P/△COD與溶液中pH值呈明顯的線性關(guān)系,其線性方程為:△P/△COD=0.17 pHout-0.74 。 (6)本反應(yīng)系統(tǒng)活性污泥中聚磷菌所占的比例在53%~58%之間,平均值為56%左右,反硝化聚磷菌約占全部聚磷菌總量的72%左右,約有37%~39%的脫氮作用是由反硝化聚磷菌完成的。 (7)對SUFR脫氮除磷系統(tǒng)中的污泥進行缺氧及好氧吸磷試驗,結(jié)果表明:在不加外碳源條件下,PHB含量較高污泥的反硝化脫氮速率及反硝化吸磷速率均高于PHB含量低的污泥;當有外碳源存在時,反硝化速率是無碳源時的1.6倍左右,PHB含量高的污泥表現(xiàn)出反硝化吸磷現(xiàn)象,但吸磷速率僅為無外碳源時的13%,PHB含量低的污泥表現(xiàn)出反硝化釋磷現(xiàn)象,并且存在著反硝化菌與聚磷菌對外碳源競爭的矛盾;在缺氧條件下,吸磷量與消耗PHB之間的比值為0.75~0.86,低于在好氧條件下的1.08。 (8)通過對各水質(zhì)成分分別建立物料平衡方程,得出了各成分沿SUFR反應(yīng)系統(tǒng)流程變化的動力學模式,并對該動力學模式進行計算求解。結(jié)果表明SUFR系統(tǒng)各成分的模擬值與試驗值基本吻合,該動力學模式具有較高的數(shù)據(jù)擬合能力,能較好模擬SUFR系統(tǒng)的反應(yīng)過程,能將一個特殊的SUFR反應(yīng)系統(tǒng)模型化。該動力學模式對SUFR系統(tǒng)的方案設(shè)計、運行狀況預(yù)測等方面能發(fā)揮良好的作用,具有一定的指導(dǎo)和使用價值。 本研究獲得了可用于實際設(shè)計及運行控制的重要參數(shù),為螺旋升流式反應(yīng)器的工程應(yīng)用提供了依據(jù)。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

5 螺旋升流式反應(yīng)器脫氮除磷系統(tǒng)的污泥特性分析旋升流式反應(yīng)器脫氮除磷系統(tǒng)的污泥特性泥的顆粒性分析污泥的外觀形態(tài)特征及分析粒的粒徑在顯微鏡下用測微尺測定顆粒的長度和寬度，然后徑[116]：D=1/n∑(ab2)1/3(5.1)粒直徑，n 為測定的顆粒數(shù)目，a、b 為長和寬。粒的外觀形態(tài)通過在顯微鏡下觀察獲得，結(jié)果如圖 5.1 所

圖 5.2 SUFR 系統(tǒng)中顆粒污泥（放大倍數(shù)：40×10）Fig 5.2 The photo of granular sludge in SUFR system (40×10 times)解性底物、生化反應(yīng)過程的中間產(chǎn)物和末端產(chǎn)物在顆粒污泥中的傳基礎(chǔ)的，而擴散與孔隙的大小與分布有關(guān)[118]。因此，擴散速率和孔布則決定了傳質(zhì)的量。Alphenaar[118]測得顆粒污泥的孔隙率在 40%～且還發(fā)現(xiàn)小顆粒污泥的孔隙率較高而大顆粒污泥的孔隙率較低，他由于細胞自溶物堵塞了毛細孔或由于大顆粒內(nèi)部細胞在孔隙中生長的。同時，他的試驗還指出大顆粒僅僅外層細胞是活躍的，內(nèi)部細一步影響底物向顆粒內(nèi)部傳質(zhì)。在很多情況下，大顆粒污泥中心的作用而完全失活[119]，所以大顆粒中只有部分生物量在廢水處理中是小的污泥顆粒則是由更多的幼齡細胞組成，其高的孔隙率使其具有。不同條件下培養(yǎng)的顆粒污泥大小差別很大，顆粒污泥大到一定程度顆粒所能維持的最大尺寸取決于它所受到的外力、顆粒污泥內(nèi)部的

圖 5.3 SBR 系統(tǒng)中活性污泥生物相（放大倍數(shù)：10×10）Fig.5.3 The photo of the actived sludge in SBR system (10×10times) 5.3 及鏡檢情況可以發(fā)現(xiàn) SBR 系統(tǒng)中的污泥體積碎小，分散，有少量的累枝蟲、輪蟲等，但污泥沒有形成顆粒，測其 SVI 在，沉降性能沒有形成顆粒污泥的 SUFR 系統(tǒng)好。 SBR 系統(tǒng)的對比試驗，可以知道反應(yīng)器類型是顆粒污泥形成的[79]。SUFR 的螺旋升流特征可能是形成顆粒污泥的主要原因：一離心慣性效應(yīng)可使活性污泥作徑向運動，由于顆粒污泥與絮狀及比重不同造成了運動速率的差異，從而能將顆粒污泥與絮狀泥的顆�；�；另一方面，由于升流的流向具有對顆粒污泥的選成顆粒污泥的菌體會被水流沖出，從而有利于形成的顆粒污泥存在與生長。微生物種群
【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前4條

1 季鐵軍;SUFR反應(yīng)器流型分析及導(dǎo)流參數(shù)對其脫氮除磷效果的影響研究[D];重慶大學;2007年

2 許曉毅;同心圓活動導(dǎo)流墻式反應(yīng)器處理生活污水的試驗研究[D];重慶大學;2007年

3 葉姜瑜;SUFR系統(tǒng)中微生物多樣性及穩(wěn)定性的試驗研究[D];重慶大學;2007年

4 劉禮祥;城市污水處理連續(xù)流一體化生物反應(yīng)器工藝研究與能效分析[D];華中科技大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 李娜;SUFR系統(tǒng)除磷效果及其影響因素的研究[D];重慶大學;2009年

2 孫媛;投料氧化溝工藝的除磷效能研究[D];重慶大學;2012年

本文編號：2874743