电解—生物法处理城市污水技术及应用研究

【摘要】： 本文首次把电解作用引入城市污水的生物处理系统，为开发出一种电解-生物水处理新工艺奠定了技术基础。 本文研究设计了活性污泥反应器、电解-活性污泥反应器、电解-活性炭生物滤床、电解-活性炭+瓷珠生物滤床等四种反应器。在菌种驯化成熟后，并在基本相同的电解和生物等工艺条件下进行了对城市污水处理的对比试验研究，目的是选出一种较好的电解-生物反应器。结果表明：把电解引入活性污泥法的处理系统中，处理效果并没有明显改善，但对抑制污泥膨胀有明显效果；电解-活性炭生物滤床由于短路电流较大，反应电流过小，无法达到电解与生物的协同作用而促进脱氮的预期目的；但电解-活性炭+瓷珠生物滤床在处理城市污水时，电解与生物能够很好地相互协同作用，故降解有机物、脱氮、除磷等均有良好表现，CODcr去除率约为75～80％，总无机氮脱除约50％，总磷脱除约80％。 该电解-活性炭+瓷珠生物滤床对有机物的降解效果较为稳定，在处理城市污水时，CODcr去除率为75％～80％；当进水氨氮为12～25mg/L时，氨氮脱除率为92.0～76.0％；进水总无机氮浓度为15.57～27.52mg/L时，总无机氮脱除率为71.3～49.5％。进水总磷为5.37～13.52mg/L时，总磷的脱除率为81.7～44.2％。该电解-生物滤床脱氮的表观电流效率在100～300％之间。此外，电解-生物滤床处理城市污水的耗电量与现有城市污水的A~2／O处理工艺的耗电量基本相当。 本文还进行了活性炭+瓷珠生物滤床和电解-活性炭+瓷珠生物滤床处理餐饮废水的对比试验研究。电解-生物滤床与生物滤床相比较，CODcr去除率提高并不明显，提高百分率仅为3.1％，而氨氮、总无机氮、总磷的去除率提高较大，分别为9.4％、10.5％、9.7％。 在本文试验条件下，电解电流的升高对CODcr的去除没有明显的促进作用，但已出现良好影响的征兆，应进一步继续试验才能得到明确的结论。 关于电极结构对处理效果的影响，本试验表明：电解-生物滤床在采用圆筒式阴极板时，呈明显厌氧状态，出水水质恶化，CODcr去除率不足70％；而在采用栅栏状阴极板时，电解-生物滤床运行状况良好，CODcr去除率在85％左右。本试验仅仅是概括性地分析了两种不同的阴极板结构对电解-生物滤床的处理效果的影响，电极结构的设计还需要进一步完善。 同时，本文初步探讨了电解-生物反应器处理污水的作用机理，笔者认为在电解-生物反应器中，存在电场、电解、微生物、活性炭等四种因素的联合作用。 【关键词】：电解 活性炭 生物膜 除磷脱氮 城市污水 餐饮废水
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-12
• 第一章 绪论12-22
• 1．1 城市污水处理技术发展现状12-16
• 1．1．1 城市污水生物处理法及其优缺点12-14
• 1．1．2 物理化学方法处理城市污水及其存在问题14-15
• 1．1．3 城市污水处理技术的发展趋势15-16
• 1．2 电解法在废水处理中的应用与发展16-18
• 1．2．1 难生物降解有机废水的处理16
• 1．2．2 电解反应器结构的研制改进和新型高效阳极材料的研制16-17
• 1．2．3 电解法与其它方法联合作用17-18
• 1．3 电解-生物法的提出及其发展现状18-19
• 1．3．1 电解-生物法的提出18-19
• 1．3．2 电解-生物法的发展及研究现状19
• 1．4 选题的目的和意义19-22
• 第二章 电解-生物反应器的设计及性能比较22-37
• 2．1 电解-生物反应器及相对照的生物反应器22-26
• 2．1．1 电解-生物反应器装置22
• 2．1．2 电解-生物反应器设计思路及目的22-26
• 2．2 电解-生物反应器及相对照的生物反应器性能比较试验26-28
• 2．2．1 试验用水26
• 2．2．2 药品与仪器26
• 2．2．3 分析方法26-27
• 2．2．4 菌种的驯化27
• 2．2．5 试验方法27-28
• 2．3 试验结果与讨论28-35
• 2．3．1 活性污泥反应器与电解-活性污泥反应器的比较28-30
• 2．3．2 电解-活性炭生物滤床和电解-活性炭+瓷珠生物滤床的比较30-34
• 2．3．3 电解-活性污泥反应器与电解-活性炭+瓷珠生物滤床的比较34-35
• 2．4 小结35-37
• 第三章 电解-生物滤床处理城市污水的试验研究37-45
• 3．1 试验方法、药品和主要仪器37-38
• 3．1．1 试验药品和主要仪器37
• 3．1．2 试验用水37
• 3．1．3 试验方法和试验装置37-38
• 3．2 试验结果与讨论38-42
• 3．2．1 电解-生物滤床对有机物的降解效果38-39
• 3．2．2 电解-生物滤床对氮的脱除效果39-42
• 3．2．3 电解-生物滤床对总磷的脱除效果42
• 3．3 处理城市污水的运行成本和效益分析42-44
• 3．3．1 电解-生物滤床的耗电量43
• 3．3．2 电解-生物滤床与A~2／O工艺的耗电量比较及其效益分析43-44
• 3．4 小结44-45
• 第四章 电解-生物滤床处理餐饮废水的试验研究45-51
• 4．1 试验方法、药品与主要仪器45-47
• 4．1．1 试验用水45
• 4．1．2 主要药品和实验仪器45-46
• 4．1．3 试验装置46
• 4．1．4 试验方法46-47
• 4．2 试验结果与讨论47-50
• 4．2．1 生物滤床和电解-生物滤床处理效果比较47-48
• 4．2．2 电流对电解-生物滤床处理效果的影响48-49
• 4．2．3 阴极板结构对电解-生物滤床的处理效果的影响49-50
• 4．3 小结50-51
• 第五章 电解-生物反应器处理城市污水的机理研究51-64
• 5．1 电场在电解-生物反应器中的作用51-53
• 5．1．1 电场与生物关系的发展现状51-52
• 5．1．2 电场抑制活性污泥膨胀的机理52-53
• 5．2 电解与生物协同作用的脱氮机理53-56
• 5．2．1 生物脱氮机理53-55
• 5．2．2 电解与生物协同作用的脱氮机理55-56
• 5．3 电解与活性炭的协同作用机理56-62
• 5．3．1 不溶阳极电解法处理机理56-57
• 5．3．2 活性炭的吸附机理57-58
• 5．3．3 电解-吸附协同作用机理58-62
• 5．4 生物活性炭去除有机物的机理及其与电解的协同作用62-63
• 5．4．1 生物活性炭去除有机物的机理62
• 5．4．2 电解与生物对活性炭的协同再生作用机理62-63
• 5．5 小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间发表论文68-69
• 致谢69
• 附录69

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