北方冬季城市污水处理厂污泥特性研究及运行优化

【摘要】：在我国北方寒冷地区,城市污水处理厂在冬季时处理效果差,出水难以达到排放标准。本课题在实验室通过模拟实际工程中传统活性污泥法工艺的运行方式,研究低温15℃至3℃下污泥特性胞外聚合物(EPS)、TTC-脱氢酶活性、微生物摄氧(OUR)速率和微生物的变化情况,揭示了各污泥特性的变化规律,并结合其规律和北方冬季污水处理厂运行时存在的问题,提出有效的优化运行方案。通过模拟试验研究发现,活性污泥中EPS在低温条件下会随着温度降低而下降直至11℃。当温度为9℃,发生由低温引起的丝状菌污泥膨胀时,EPS会有所上升,在污泥膨胀后,EPS含量相对稳定,而EPS组分中蛋白质含量一直随温度下降呈下降趋势。而多糖含量在污泥膨胀前随温度降低呈下降趋势,当污泥膨胀后随温度降低呈上升趋势。TTC-脱氢酶活性和微生物摄氧速率在低温条件下的变化规律具有一致性,都会随温度降低而呈下降趋势,在13℃时下降尤为明显。当温度降低至11℃及以下时,脱氢酶活性和微生物摄氧速率变化幅度很小,低温对其影响不大。微生物种群会随着温度降低而产生变化,在11℃时丝状菌就开始大量出现,9℃时丝状菌成为优势种群,其它原生动物数量减少,生命代谢活动缓慢,9℃至3℃期间污泥一直发生膨胀。根据低温条件下污泥特性的变化规律,提出冬季污水厂优化方案:建立OUR预警装置和监测EPS中多糖含量的机制,适当增加曝气池污泥浓度以降低运行负荷,增加曝气池的曝气量,并在污泥回流前进行过量曝气处理以达到改善污泥活性等,是控制污泥膨胀的负面影响,提高污水处理效果的有效措施。 【关键词】：低温 城市污水处理 污泥特性 微生物 运行优化
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号表8-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9
• 1.2 北方冬季城市污水处理厂现状9
• 1.3 低温污水处理研究现状9-13
• 1.3.1 BOD5、COD去除率研究现状9-10
• 1.3.2 低温生物脱氮除磷现状10
• 1.3.3 低温下污水处理工艺的研究现状10-13
• 1.3.3.1 SBR工艺在低温处理中的应用11
• 1.3.3.2 曝气生物滤池在低温处理中的应用11
• 1.3.3.3 CASS工艺在低温处理中的应用11-12
• 1.3.3.4 流化床装置在低温处理中的应用12
• 1.3.3.5 IMBR工艺在低温处理中的应用12-13
• 1.4 课题的提出13
• 1.5 污泥特性研究进展13-15
• 1.5.1 EPS研究进展13-14
• 1.5.2 TTC-脱氢酶活性研究进展14
• 1.5.3 微生物摄氧速率(OUR)研究进展14-15
• 1.5.4 生物相系研究进展15
• 1.6 研究内容15-16
• 1.6.1 EPS研究内容15
• 1.6.2 TTC-脱氢酶活性研究内容15
• 1.6.3 微生物摄氧速率研究内容15
• 1.6.4 生物相的研究内容15-16
• 1.7 技术路线16-17
• 第2章 试验材料与试验方法17-24
• 2.1 活性污泥的培养17-18
• 2.1.1 接种污泥与反应器设置17
• 2.1.2 模拟试验活性污泥的培养17-18
• 2.2 反应器的运行18-19
• 2.2.1 反应器运行控制18-19
• 2.2.2 污泥膨胀控制19
• 2.3 试验方法19-24
• 2.3.1 EPS的检测方法19-22
• 2.3.1.1 EPS检测方法的选择19-20
• 2.3.1.2 EPS的检测20-22
• 2.3.2 TTC-脱氢酶活性的检测方法22
• 2.3.3 OUR的检测方法22-23
• 2.3.4 生物相观察方法23-24
• 第3章 胞外聚合物变化及其对沉降的影响24-34
• 3.1 低温条件下胞外聚合物的变化规律24-29
• 3.1.1 EPS总量的变化24-26
• 3.1.2 EPS的组分变化26-29
• 3.2 低温下胞外聚合物对污泥沉降性能的影响29-33
• 3.2.1 SV和SVI的变化29-32
• 3.2.2 EPS组分与污泥沉降性能的相关性32-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 污泥活性的变化34-40
• 4.1 低温条件下TTC-脱氢酶活性和OUR的变化规律34-38
• 4.1.1 脱氢酶活性的变化规律34-36
• 4.1.2 微生物摄氧速率的变化规律36-38
• 4.2 低温条件下TTC-脱氢酶活性和OUR的相关性38
• 4.3 本章小结38-40
• 第5章 活性污泥生物相40-53
• 5.1 各温度阶段的生物相40-50
• 5.1.1 15℃时的生物相40-41
• 5.1.2 13℃时的生物相41-43
• 5.1.3 11℃时的生物相43-45
• 5.1.4 9℃时的生物相45-47
• 5.1.5 7℃时的生物相47-48
• 5.1.6 5℃时的生物相48-50
• 5.1.7 3℃时的生物相50
• 5.2 生物相和其他污泥特性的相关性50-51
• 5.2.1 生物相和胞外聚合物的相关性50-51
• 5.2.2 生物相和脱氢酶活性、OUR的相关性51
• 5.3 微生物中原生动物的演替过程51-52
• 5.4 小结52-53
• 第6章 北方冬季污水处理厂运行优化53-58
• 6.1 传统活性污泥法工艺流程53
• 6.2 低温对城市污水处理影响53-54
• 6.2.1 低温对沉降性能的影响53-54
• 6.2.2 低温对污泥活性的影响54
• 6.2.3 污泥膨胀现象54
• 6.3 解决办法54-55
• 6.3.1 提高污泥活性54-55
• 6.3.2 降低运行负荷和增加曝气量55
• 6.3.3 运行控制55
• 6.4 污泥特性应用55-56
• 6.4.1 OUR预警装置55-56
• 6.4.2 EPS的多糖监测56
• 6.5 优化方案56-57
• 6.6 本章小结57-58
• 第7章 结论58-60
• 7.1 结论58-59
• 7.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 在学期间发表的学术论文及其他成果64-65
• 在学期间参加专业实践及工程项目研究工作65-66
• 致谢66

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