常温下气动UASB反应器处理城市生活污水的性能研究

【摘要】：随着我国工农业的飞速发展和人口的不断增加，环境、资源和能源等问题越来越严重，水环境恶化及能源短缺问题已经成为制约我国社会经济可持续发展的两大隐忧。 厌氧生物处理工艺作为一种既节能又产能的废水处理技术，为废水处理方法提供了一条既高效能又低能耗，而且符合可持续发展原则的治理废水的途径。本课题组结合UASB反应器的优点与不足，研究开发了气动UASB反应器，该反应器具有常温下启动时间短、投资省、处理费用低、对污水COD_(Cr)浓度波动适应性好、产气量大、出水符合农村灌溉水肥要求等优点，适用于乡镇级小城镇处理费用难以承担、较低出水水质要求、具备灌溉条件的生活污水处理。 本课题组研究开发的气动UASB反应器，采用自产生的沼气循环来完成搅拌，不但处理费用低廉，而且在传质效率及搅拌能力上远优于普通的UASB反应器。 本试验利用青岛理工大学家属院生活污水，历时126d，研究了在常温条件下，气动UASB反应器对低浓度城市生活污水的处理效率；温度、pH值、VFA值、容积负荷（VLR）等工艺条件对气动UASB运行工况的影响；改变搅拌方式（每天启动气泵三次，每次30min），对污水处理效率的影响；负荷达到5.0kgCOD/(m~3·d)后，继续增加负荷，探讨本反应器的最大容积负荷；并对氨氮的去除效果以及污泥形态进行了试验研究。 试验结果表明： 1.该反应器常温下仅用51d就完成了启动，远远高于普通UASB的启动时间（普通UASB反应器一般为3~6个月）。其主要原因在于该反应器污泥床区具有较高的气体上升流速，高的上升流速（Ascensional Velocity）对污泥有良好的选择作用，同时也增强了生活污水与污泥之间的传质效率。 2.系统运行稳定，对污水COD_(Cr)浓度波动适应性好。当反应器稳定在5.0kgCOD_(Cr)/(m~3d)时，进水COD_(Cr)浓度为336~808mg/L时，出水COD_(Cr)保持在120mg/L以下，出水COD_(Cr)去除率稳定在80%以上。 3.COD_(Cr)去除效果好。容积负荷达到5.0kgCOD/(m~3·d)时，系统对低浓度生活污水的COD_(Cr)去除率达到80%以上，出水COD_(Cr)浓度≤120mg/L，对单纯的一个厌氧处理系统，从试验结果来看，COD_(Cr)处理效果还是不错的。 4.该反应器出水氨氮（NH_4~+-N）比进水要大，系统出水COD_(Cr)浓度较低，而且厌氧反应器对病毒性微生物具有良好杀灭效果，出水符合广大的农村灌溉水肥的要求。 5.在处理城市生活污水中不存在对高浓度废水厌氧处理影响很大的外界添加碱度因素。这是因为生活污水本身浓度较低，产生的VFA较少，一般出水VFA在450mg/L以下，同时由于其含有的基质具有良好的生化性，转换的VFA能够马上被转化成沼气，排放到外界，这样能够引起pH降低的VFA不足以克服废水中原有存在的pH缓冲系统而能够保证废水pH的稳定。 【关键词】：城市生活污水 厌氧处理 UASB反应器 COD_(Cr)去除率 VFA
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题背景及来源12-13
• 1.2 研究目的和意义13-14
• 1.3 试验方案14
• 1.4 课题特色及应用前景14-16
• 第2章 废水厌氧生物处理技术16-29
• 2.1 厌氧生物处理技术的历史发展16-17
• 2.2 厌氧生物处理技术的基本原理17-22
• 2.3 上流式厌氧污泥床(UASB)的基本原理22-23
• 2.4 上流式厌氧污泥床(UASB)的影响因素23-26
• 2.5 厌氧生物处理技术的优越性和缺点26-29
• 第3章 试验材料与方法29-34
• 3.1 试验装置及原理29-32
• 3.1.1 试验装置29-32
• 3.2 试验仪器32
• 3.3 试验材料32-33
• 3.3.1 试验用水32
• 3.3.2 接种污泥32-33
• 3.4 试验方法及测试指标33-34
• 3.4.1 试验方法33
• 3.4.2 测试指标及方法33-34
• 第4章 试验过程与结果分析34-55
• 4.1 反应器常温下启动试验研究34-40
• 4.1.1 反应器常温下启动试验34
• 4.1.2 反应器常温下启动阶段运行条件控制及现象分析34-35
• 4.1.3 反应器常温下启动阶段的数据及其分析35-40
• 4.2 反应器提高负荷试验研究40-44
• 4.2.1 反应器提高负荷阶段运行条件控制40
• 4.2.2 反应器提高负荷阶段的现象观察及分析40-41
• 4.2.3 反应器提高负荷阶段的数据及其分析41-44
• 4.3 反应器改变搅拌方式及恢复阶段试验研究44-46
• 4.3.1 反应器改变搅拌方式及恢复阶段条件控制及目的44-45
• 4.3.2 反应器改变搅拌方式及恢复阶段现象观察及分析45
• 4.3.3 反应器改变搅拌方式及恢复阶段数据及其分析45-46
• 4.4 反应器承载负荷试验研究46-48
• 4.4.1 反应器承载负荷试验阶段条件控制46
• 4.4.2 反应器承载负荷试验阶段现象观察及分析46-47
• 4.4.3 反应器承载负荷试验阶段数据及其分析47-48
• 4.5 氨氮去除试验研究48-49
• 4.6 气动 UASB 反应器运行性能影响因素分析49-53
• 4.6.1 进水浓度对试验 CODCr去除率的影响49-50
• 4.6.2 有机负荷对试验 CODCr去除率的影响50-52
• 4.6.3 出水 VFA 与出水 pH 值的关系52-53
• 4.7 小结53-55
• 第5章 结论与建议55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 建议56-57
• 参考文献57-62
• 硕士期间发表的学术论文62-63
• 致谢63-64
• 附表64-69

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