AHR反应器处理高浓度硫酸盐城市合流污水的试验研究

【摘要】： 本试验研究复合式厌氧反应器(AHR)处理含高浓度硫酸盐城市合流污水的工艺特征和动态特性：1、研究了低温工况下(有机负荷、停留时间和水温分别为1.55kgCOD／m~3·d、3.9h和10.6℃)AHR的处理效果并与常温工况(有机负荷、停留时间和水温分别为1.40kgCOD／m~3·d、4.0h和27.9℃)处理效果进行了比较；2、研究了单独投加FeCl_3·6H_2O克服硫化物影响后反应器的处理效果；3、研究了同时投加FeCl_3·6H_2O和PAC后反应器的处理效果；4、研究了加药后的污泥性状以及厌氧反应器中有机物和硫酸盐的迁移和降解规律。试验结果表明：1、与常温工况相比AHR反应器在低温工况下实现稳定高效的运行是可行的。2、SO_4~(2-)负荷从0.49kg SO_4~(2-)／m~3·d增加到1.03kg SO_4~(2-)／m~3·d(停留时间从8.73h减少到1.88h)时硫酸盐的还原率由85.3％降低到67.17％，试验过程中保持了较高的还原率；投加铁盐和PAC(第Ⅰ工况40mg／LFeCl_3·6H_2O，第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ工况20mg／LFeCl_3·6H_2O和40mg／LPAC)对克服硫化物的毒性非常有效，控制了各工况出水毒性在微毒的范围(发光细菌抑光率为30％以下)。3、AHR反应器中的污泥粒径较小，试验过程中没有颗粒污泥的形成。AHR反应器6个取样口的污泥平均粒径范围为36.36μm～65.09μm：污泥床处(50cm，100cm和180cm)的污泥粒径较小为26.63μm～38.58μm，悬浮层处(220cm和270cm)的污泥粒径相对较大为55.79μm～65.09μm；填料层与污泥床层比较接近为39.71μm。4、投加FeCl_3·6H_2O和PAC后，AHR反应器中的污泥比阻接近于10~(12)m／kg，具有比较好的脱水性能；50cm，100cm，180cm，220cm和270cm处的污泥比阻r分别为7.6787×10~(12)，5.0335×10~(12)，3.4538×10~(12)，4.7502×10~(12)和6.4708×10~(12)m／kg。5、由于厌氧进水中SO_4~(2-)浓度和相应的还原率都较高，可以判断污泥中的重金属主要是以硫化物的稳定形态存在，对土壤环境的影响极低，因此AHR反应器剩余污泥用于农用具有较大的可行性。6、水力停留时间越短上升流速越大，污泥停留时间(SRT)则越短，排泥比较频繁的是工况Ⅳ，需要2d排一次泥，工况Ⅲ，Ⅱ和Ⅰ排泥时间一般为8d，15d和30d。7、加药后各工况出水BOD_5/COD，VFA／COD和fCOD／COD较进水都有大幅的提高。8、单独投加铁盐对除磷效果的提高没有帮助，因为AHR反应器中的硫化物浓度非常高会优先与铁盐反应形成FeS；同时投加铁盐和絮凝剂PAC大大提高了总磷的去除效果，平均去除率为60％以上，出水TP基本能 达到一级标准。9、硫酸盐的还原主要在污泥床和污泥悬浮床内进行，同时在填 料层中硫酸盐也有还原但还原的幅度较小。10、COD的降解主要是在0～220cm 的污泥床层进行的，污泥悬浮层和滤料层的去除率不高，降解趋势非常平缓。 【关键词】：复合式厌氧反应器 硫酸盐还原 厌氧污泥
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU992.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第1章 绪论14-30
• 1.1 厌氧生物处理技术概述14-16
• 1.1.1 厌氧生物处理技术回顾14-15
• 1.1.2 厌氧处理技术的发展动向15
• 1.1.3 厌氧生物处理的理论基础15-16
• 1.2 低浓度污水低温厌氧处理的进展16-19
• 1.2.1 低温对厌氧反应器的影响16-19
• 1.3 厌氧消化和硫酸盐还原19-30
• 1.3.1 含硫酸盐有机度水厌氧处理技术现状19-20
• 1.3.2 硫酸盐还原菌(SRB)20
• 1.3.3 硫酸盐还原反应与基质利用的关系20-21
• 1.3.4 硫酸盐还原对厌氧降解过程的影响21-22
• 1.3.5 关于硫化物的毒性及解决硫酸盐还原影响方法22-24
• 1.3.6 硫酸盐还原和产甲烷过程之间相互竞争的因素分析24-30
• 第2章 实验研究的目的和内容30-35
• 2.1 研究的目的30-31
• 2.2 研究内容31-32
• 2.3 实验设计32-35
• 2.3.1 实验装置和流程32-33
• 2.3.2 分析项目及方法33-35
• 第3章 低温工况下 AHR反应器处理效果研究35-48
• 3.1 低温工况的运行结果和讨论35-41
• 3.1.1 悬浮物质(SS)的去除效果分析35-37
• 3.1.2 厌氧水解处理使出水的可生化性提高37
• 3.1.3 硫酸盐还原效果分析37-39
• 3.1.4 有机物(COD)的去除效果分析39-41
• 3.2 低温工况与常温工况处理效果的比较41-48
• 3.2.1 有机物(COD)去除效果的比较41-42
• 3.2.2 可生化性提高的比较42-43
• 3.2.3 污泥减量效果的比较43-48
• 第4章 投加Fe~(3+)克服硫酸盐还原影响的实验研究48-72
• 4.1 工况Ⅰ运行结果与分析48-55
• 4.1.1 单独投加FeCl_3·6H_2O小试研究48-49
• 4.1.2 悬浮物(SS)去除效果分析49-50
• 4.1.3 有机物(COD)去除效果分析50-51
• 4.1.4 碳酸盐碱度的提高51-53
• 4.1.5 硫酸盐还原效果分析53-54
• 4.1.6 TP的去除效果54-55
• 4.2 工况Ⅱ运行结果与分析55-61
• 4.2.1 同时投加FeCl_3·6H_2O和PAC的小试研究55-56
• 4.2.2 悬浮物SS的去除效果分析56-57
• 4.2.3 有机物(COD)出去效果分析57-58
• 4.2.4 碳酸盐碱度的提高58-59
• 4.2.5 硫酸盐还原效果分析59-60
• 4.2.6 TP的去除效果60-61
• 4.3 工况Ⅲ运行结果与分析61-66
• 4.3.1 悬浮物(SS)去除效果分析61
• 4.3.2 有机物(COD)去除效果61-63
• 4.3.3 碳酸盐碱度的提高63-64
• 4.3.4 硫酸盐的还原效果分析64-66
• 4.3.5 TP的去除效果66
• 4.4 工况Ⅳ的结果和分析66-72
• 4.4.1 悬浮物(SS)去除效果分析66-67
• 4.4.2 有机物(COD)去除效果分析67-68
• 4.4.3 碳酸盐碱度的增加68-69
• 4.4.4 硫酸盐还原效果分析69-70
• 4.4.5 TP的去除效果70-72
• 第5章 加药后污泥性状及实验结果和讨论72-88
• 5.1 投加Fe~(3+)和PAC后污泥性状的描述与分析72-78
• 5.1.1 各取样口污泥粒径的分布72-73
• 5.1.2 各取样口污泥的比阻73-76
• 5.1.3 厌氧污泥重金属的分布以及污泥农用问题的讨论76-78
• 5.2 污泥停留时间(SRT)影响因素分析78-79
• 5.3 进出水的毒性变化79-80
• 5.4 结果和讨论80-88
• 5.4.1 硫酸盐还原效果的影响因素分析80-81
• 5.4.2 有机物去除效果影响因素分析81-82
• 5.4.3 上升流速对SS去除效果的影响82-84
• 5.4.4 可生化性提高分析84-88
• 第6章 反应器性能研究88-92
• 6.1 COD_(cr)在反应器内的迁移降解规律88-89
• 6.2 SO_4~(2-)在反应器内的迁移降解规律89-90
• 6.3 AHR反应器的微生物的分布90-92
• 第7章 本课题研究结果与前期研究结果的比较92-93
• 第8章 结论和建议93-95
• 8.1 结论93-94
• 8.2 建议94-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-103
• 附录一 中试处理总平面图103-104
• 附录二 中试处理高程布置图104-105
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果105

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