甲烷菌优化吸附—生物降解厌氧序批式反应器(AB-ASBR)的研究
甲烷菌优化吸附—生物降解厌氧序批式反应器(AB-ASBR)的研究【摘要】:厌氧序批式反应器(ASBR)因其能够形成颗粒污泥,有较大的进水浓度适应范围和灵活的操作方式,在国内外被逐步
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703;X172
【目录】:
- 摘要3-8
- ABSTRACT8-24
- 第一章 引言24-30
- 1.1 研究课题的提出及意义24-28
- 1.1.1 有机废水厌氧生物处理的优越性24-25
- 1.1.2 第三代厌氧工艺—厌氧序批式反应器(ASBR)的优点25-26
- 1.1.3 ASBR 工艺亟待解决的问题26-27
- 1.1.4 研究课题的提出及研究意义27-28
- 1.1.4.1 研究课题的提出27-28
- 1.1.4.2 课题的研究意义28
- 1.2 研究目的及内容28-30
- 1.2.1 研究目的28
- 1.2.2 研究内容28-29
- 1.2.3 拟解决的关键问题29-30
- 第二章 文献综述30-77
- 2.1 废水厌氧生物处理技术30-36
- 2.1.1 厌氧生物处理技术基本原理及其发展30-33
- 2.1.2 厌氧生物处理工艺技术的发展33-36
- 2.1.2.1 厌氧生物处理技术的发展阶段33-34
- 2.1.2.2 厌氧生物处理反应器的发展34-36
- 2.2 ASBR 工艺特征及其应用研究36-48
- 2.2.1 ASBR 的发展与工艺特征36-44
- 2.2.1.1 ASBR 工艺原理37
- 2.2.1.2 ASBR 工艺典型特征37-39
- 2.2.1.3 ASBR 工艺反应动力学优势分析39-42
- 2.2.1.4 ASBR 工艺影响因素42-44
- 2.2.2 ASBR 工艺研究与应用现状44-48
- 2.2.2.1 ASBR 处理有机废水废物45-47
- 2.2.2.2 ASBR 快速启动47-48
- 2.3 颗粒污泥的形成、结构特征及其组成48-57
- 2.3.1 厌氧颗粒污泥的形成及其结构特征48-53
- 2.3.1.1 厌氧颗粒污泥的形成48-50
- 2.3.1.2 污泥颗粒化的几种假说50-51
- 2.3.1.3 颗粒污泥的结构特征51-53
- 2.3.2 厌氧颗粒污泥的微生物相及其组成53-55
- 2.3.3 ASBR 中颗粒污泥结构类型及选择性培养的意义55-57
- 2.3.3.1 甲烷八叠球菌和甲烷丝菌的生理生化特征55
- 2.3.3.2 ASBR 中颗粒污泥的结构类型55-56
- 2.3.3.3 选择性培养颗粒污泥的意义56-57
- 2.4 生物吸附及其影响因素57-76
- 2.4.1 生物吸附的概念及其发展57-58
- 2.4.2 生物吸附的过程58-59
- 2.4.3 生物吸附剂59-61
- 2.4.4 生物吸附的机理61-65
- 2.4.4.1 对有机物的生物吸附机理62-63
- 2.4.4.2 对重金属的生物吸附机理63-65
- 2.4.5 影响生物吸附的因素65-68
- 2.4.5.1 pH 值的影响65-66
- 2.4.5.2 温度的影响66-67
- 2.4.5.3 吸附质浓度的影响67
- 2.4.5.4 生物吸附剂投加量的影响67
- 2.4.5.5 生物吸附剂粒径的影响67-68
- 2.4.5.6 接触时间的影响68
- 2.4.6 生物吸附平衡及模型68-71
- 2.4.6.1 生物吸附平衡68-69
- 2.4.6.2 生物吸附模型69-71
- 2.4.7 生物吸附的研究及应用71-76
- 2.4.7.1 对重金属离子的吸附71-73
- 2.4.7.2 对有机物的吸附73-76
- 2.5 结论76-77
- 第三章 试验装置与材料77-86
- 3.1 反应器的设计与运行77-81
- 3.1.1 反应器设计77-78
- 3.1.2 试验装置78-79
- 3.1.3 工艺流程79-80
- 3.1.4 AB-ASBR 工艺运行模式80-81
- 3.2 试验材料81-82
- 3.2.1 试验用水配制81-82
- 3.2.2 污泥接种82
- 3.3 分析项目与测定方法82-86
- 第四章 AB-ASBR 内污泥的颗粒化及其快速启动86-96
- 4.1 研究目的与内容86-87
- 4.2 试验设计87-88
- 4.2.1 试验装置87
- 4.2.2 材料87-88
- 4.3 测定项目和方法88-89
- 4.4 污泥颗粒化的实现89-94
- 4.4.1 反应器的启动89-90
- 4.4.2 AB-ASBR 运行控制模式探索90-93
- 4.4.2.1 AB-ASBR 运行模式一90-91
- 4.4.2.2 AB-ASBR 运行模式二91
- 4.4.2.3 A 段试验运行控制91-92
- 4.4.2.4 B 段反应器(降解柱81 和82)试验运行控制92-93
- 4.4.3 颗粒污泥的形成93-94
- 4.5 说明与讨论94-95
- 4.6 小结95-96
- 第五章 AB-ASBR 处理低浓度有机废水的研究96-113
- 5.1 研究目的与内容96-97
- 5.1.1 研究目的96
- 5.1.2 研究内容96-97
- 5.2 试验设计97-100
- 5.2.1 试验装置与材料97-98
- 5.2.1.1 试验装置97
- 5.2.1.2 材料97-98
- 5.2.2 分析方法98-99
- 5.2.3 试验运行控制99-100
- 5.2.3.1 A 段试验运行控制99
- 5.2.3.2 B 段试验运行控制99-100
- 5.3 结果与分析100-111
- 5.3.1 MLSS 和MLVSS 的变化100-101
- 5.3.2 吸附期COD、VFA 和产气量变化及最佳吸附时间确定101-106
- 5.3.2.1 COD 变化101-103
- 5.3.2.2 VFA 变化103-105
- 5.3.2.3 产气量变化105-106
- 5.3.2.4 最佳吸附反应时间确定106
- 5.3.3 再生期COD、VFA 和产气量变化106-111
- 5.3.3.1 COD 变化106-108
- 5.3.3.2 VFA 变化108-110
- 5.3.3.3 产气量变化110
- 5.3.3.4 再生时间确定110-111
- 5.3.4 B 段COD、VFA 和产气量的变化及反应周期的确定111
- 5.4 小结111-113
- 第六章 AB-ASBR 运行负荷的提高及初期吸附性能的研究113-127
- 6.1 研究目的与内容113-114
- 6.1.1 研究目的113-114
- 6.1.2 研究内容114
- 6.2 试验材料与方法114-115
- 6.2.1 试验材料114
- 6.2.2 方法114-115
- 6.3 试验结果115-126
- 6.3.1 进水有机物浓度与AB-ASBR 工艺吸附性能的关系115-119
- 6.3.1.1 进水有机物浓度与吸附结果的关系115-117
- 6.3.1.2 污泥负荷与厌氧颗粒污泥吸附性能的关系117-119
- 6.3.2 搅拌对AB-ASBR 工艺吸附性能的影响119-121
- 6.3.3 再生时间对AB-ASBR 工艺吸附性能的影响121-124
- 6.3.4 闲置时间对AB-ASBR 工艺吸附性能的影响124-126
- 6.4 小结126-127
- 第七章 工艺条件对AB-ASBR 运行效果的影响127-147
- 7.1 研究目的与内容127
- 7.1.1 研究目的127
- 7.1.2 研究内容127
- 7.2 试验装置与项目测试方法127-129
- 7.2.1 试验装置127-128
- 7.2.2 项目测试方法128-129
- 7.3 试验结果129-145
- 7.3.1 进水时间T_f 对A 段反应器中COD 和VFA 变化的影响129-132
- 7.3.1.1 试验操作129-130
- 7.3.1.2 试验结果130-131
- 7.3.1.3 分析与讨论131-132
- 7.3.2 T_A 对AB-ASBR 工艺运行的影响132-138
- 7.3.2.1 试验目的与方法132-133
- 7.3.2.2 T_A 对B 段进水和出水水质的影响133-136
- 7.3.2.3 T_A 对B 段反应时间TB 和总反应时间T 的影响136-138
- 7.3.3 进水胶体含量对初期吸附去除COD 的影响138-142
- 7.3.3.1 A 段反应器中COD 和VFA 的变化139-142
- 7.3.3.2 B 段反应器中COD 的变化142
- 7.3.4 OLR 对AB-ASBR 工艺运行效果的影响142-145
- 7.3.4.1 OLR 对两段反应器出水COD 及总COD 去除率的影响143-144
- 7.3.4.2 A 段出水SS 随OLR 的变化144-145
- 7.3.4.3 OLR 对总时间T 的影响145
- 7.4 小结145-147
- 第八章 搅拌对AB-ASBR 工艺运行特性的影响147-165
- 8.1 研究目的与内容147-148
- 8.1.1 研究目的147-148
- 8.1.2 研究内容148
- 8.2 试验材料与方法148-149
- 8.2.1 试验材料148-149
- 8.2.2 方法149
- 8.2.3 测试项目149
- 8.3 试验结果149-163
- 8.3.1 不同搅拌条件下反应器内总有机物去除情况150-152
- 8.3.1.1 不同搅拌条件对吸附柱再生效果的影响150-151
- 8.3.1.2 不同搅拌条件对降解效果的影响151-152
- 8.3.2 不同搅拌条件下反应器内VFA 的变化152-156
- 8.3.2.1 2min/20min 条件下反应器内VFA 随时间变化153-154
- 8.3.2.2 3min/30min 条件下反应器内VFA 随时间变化154-155
- 8.3.2.3 6min/60min 条件下反应器内VFA 随时间变化155-156
- 8.3.3 不同搅拌条件下反应器内颗粒污泥的变化156-163
- 8.3.3.1 搅拌时间与出水SS 关系156-157
- 8.3.3.2 搅拌时间与颗粒污泥粒径关系157-158
- 8.3.3.3 颗粒污泥的生物相158-163
- 8.4 小结163-165
- 第九章 AB-ASBR 内颗粒污泥的生物相分析165-176
- 9.1 研究目的165
- 9.2 试验设计165
- 9.2.1 试验装置165
- 9.2.2 材料与方法165
- 9.3 测定项目和方法165-166
- 9.4 试验结果166-175
- 9.4.1 厌氧颗粒污泥组成的研究方法166-167
- 9.4.2 颗粒污泥的革兰氏染色结果167-169
- 9.4.3 A 段反应器内颗粒污泥的扫描电子显微镜分析169-172
- 9.4.4 B 段反应器内颗粒污泥的扫描电子显微镜分析172-175
- 9.5 小结175-176
- 第十章 AB-ASBR 工艺机理及动力学分析176-184
- 10.1 研究目的与内容176
- 10.1.1 研究目的176
- 10.1.2 研究内容176
- 10.2 试验设计176-177
- 10.2.1 试验装置与材料176-177
- 10.2.1.1 试验装置176-177
- 10.2.1.2 材料177
- 10.2.2 分析方法177
- 10.2.3 试验运行控制177
- 10.3 结果与分析177-183
- 10.3.1 颗粒污泥的吸附动力学177-182
- 10.3.2 半饱和常数计算182-183
- 10.4 小结183-184
- 第十一章 AB-ASBR 和ASBR 工艺运行效果对比184-195
- 11.1 研究目的与内容184
- 11.1.1 研究目的184
- 11.1.2 研究内容184
- 11.2 试验设计184-187
- 11.2.1 试验装置与材料184-187
- 11.2.1.1 试验装置184-186
- 11.2.1.2 材料186-187
- 11.2.2 分析方法187
- 11.2.3 试验运行控制187
- 11.3 试验结果187-189
- 11.3.1 ASBR 工艺运行效果187-188
- 11.3.2 AB-ASBR 工艺运行效果188-189
- 11.4 分析与讨论189-193
- 11.4.1 ASBR 工艺和AB-ASBR 工艺COD 去除效果对比189-190
- 11.4.2 ASBR 工艺和AB-ASBR 工艺的HRT 对比190
- 11.4.3 ASBR 工艺和AB-ASBR 工艺生物相对比190-193
- 11.4.4 高浓度条件下ASBR 和AB-ASBR 工艺处理效果对比193
- 11.5 小结193-195
- 第十二章 结论与建议195-201
- 12.1 研究结论195-199
- 12.2 研究成果的创新性199
- 12.3 建议199-201
- 参考文献201-214
- 致谢214-215
- 攻读博士学位期间发表的学术论文215-217
- 攻读博士学位期间的科研及获奖情况217-218
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