UASB反应器处理沤制亚麻废水的动力学研究

论文摘要

本课题通过设计UASB上流式厌氧污泥反应器驯化及处理废水系统,采用人工模拟废水和实际亚麻沤制废水进行了厌氧动力学研究,采用添加载体培养颗粒污泥,中温下处理亚麻沤制废水,对UASB|的启动及运行特性进行实验研究,建立了UASB反应器处理沤麻废水的产气动力学模型、基质降解动力学模型和微生物生长动力学模型。本文以葡萄糖为主要碳源的模拟废水和实际亚麻沤制废水进行了厌氧动力学研究,在中温35℃下,调节沤麻废水进水pH为7.0±0.2,每天进水量为16L,连续运行方式进水,对出水COD浓度、COD去除率及VFA观测,分阶段提高沤麻废水的进水负荷,采用人工合成废水初步启动及沤麻废水后续运行相结合的模式,最终达到适应沤麻废水的效果。实验结果表明：在初步启动实验中,添加惰性核心加速了污泥的颗粒化。第13d出现颗粒污泥,颗粒污泥能在25d内充满反应器顺利完成初步启动,处理的人工合成废水从1000mg/L提升到8000mg/L,出口COD去除率稳定在90%以上,VFA均在500mg/L以下,启动动力学模型为：K2’=1/θ·1/（1/η）-1,此模型的成功建立为后续实验奠定理论基础；采用初步启动成功的颗粒污泥作为后期实验的启动污泥,连续运行方式进水,根据出水COD浓度、出口COD去除率及VFA观测,分阶段提高沤麻废水进水负荷,最终达到适应沤麻废水的效果,COD去除率稳定于80%以上,产气良好,UASB反应器运行稳定。通过实验及理论研究得出：在UASB反应器中处理沤麻废水的产气动力学模型为：G=Q（Si-Se）（4.78×10-4Se-0.0124）/2.54S,根据实验数据并通过程序分析而建立的产气动力学模型为：Y=-1-189.7005Q（Si-Se）+307.9036[Q（Si-Se）]2；建立反应器处理UASB沤麻废水的基质降解动力学模型（1/v=t·Xb/Si-Se=Ks/vmax·1/Se+1/vmax）,由实验得出的重要动力学参数为Ks=232.423 mgCOD/L,vmax=0.24444 d-1；建立UASB反应器处理沤麻废水微生物生长动力学模型（μ=Yg Us-Kd）,由实验得出Yg=0.5905 kgVSS/kgCOD,Kd=0.042d-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 亚麻概述
• 1.1.1 亚麻生产现状
• 1.1.2 亚麻生物脱胶综述
• 1.1.3 亚麻沤制废水
• 1.2 UASB工艺概述
• 1.2.1 厌氧生物处理技术的产生及发展
• 1.2.2 厌氧生物处理过程的机理及特点
• 1.2.3 UASB工艺的原理
• 1.2.4 UASB工艺的特点及应用情况
• 1.3 厌氧动力学综述
• 1.3.1 厌氧生物反应的动力学模型的研究进展
• 1.3.2 厌氧生物反应的动力学模型
• 1.3.3 典型厌氧反应器内流场数值模拟及动力学型
• 1.4 本论文研究的目的和意义
• 1.5 课题研究的内容
• 第2章 实验方案及研究方法
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 UASB反应器设计方案
• 2.1.2 试验工艺流程
• 2.1.3 主要仪器设备及化学试剂
• 2.1.4 实验水系
• 2.1.5 接种污泥
• 2.2 实验分析方法
• 2.2.1 COD的测定方法
• 2.2.2 挥发性脂肪酸（VFA）的测定
• 2.2.3 SS测定
• 2.2.4 pH值的测定
• 2.2.5 污泥浓度的测定
• 第3章 UASB处理沤麻废水的实验研究
• 3.1 污泥的接种与反应器的启动实验
• 3.1.1 实验装置、种泥和废水
• 3.1.2 影响UASB反应器中颗粒污泥训化的因素
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 实验研究及结果分析
• 3.2 亚麻沤制实验
• 3.2.1 常温沤麻实验分析
• 3.2.2 中温沤麻实验分析
• 3.2.3 沤麻废水中SS的分析
• 3.3 UASB处理沤麻废水实验特性研究
• 3.3.1 实验装置
• 3.3.2 实验材料
• 3.3.3 实验方法
• 3.3.4 UASB适应沤麻废水实验分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 UASB反应器相关动力学研究分析
• 4.1 UASB反应器模型
• 4.2 UASB反应器处理沤麻废水启动的动力学分析
• 4.2.1 启动模型的建立
• 4.2.2 UASB小试实验的启动模型分析
• 4.3 UASB反应器处理沤麻废水生化反应动力学
• 4.3.1 反应级数的确定
• 4.3.2 产气动力学
• 4.3.3 基质降解动力学
• 4.3.4 微生物生长动力学
• 4.4 本章小节
• 第5章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A:攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录B:Basic程序