IBR内不同工况的EPS特性与污泥性状分析研究

论文摘要

一体化生物反应器（Integrated Biological Reactor,即IBR）是一种连续流间歇曝气的单污泥活性污泥处理工艺,其在不同的运行模式下能取得很好的COD去除及脱氮除磷效果,而良好处理效果的取得与活性污泥絮体的形态、结构、功能及特性等密切相关。胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,简称EPS）会对污泥絮体的沉降、絮凝及疏水等性能产生重要影响,最终影响到系统运行的稳定性、处理效率和出水水质。但是,迄今为止,不同研究者在EPS对污泥絮体絮凝、沉降及疏水等性能的影响及其和系统出水水质的相关性研究方面尚未得出一致结论,这与EPS的提取及其各组分的测定方法有很大关系。鉴于此,本文基于前人研究,探讨了EPS的提取及其各组分的测定方法,同时,以实验室培养的活性污泥为研究对象,选择IBR四种较优运行模式进行相关试验,研究不同模式下EPS与污泥絮凝、沉降及疏水等性能的相关变化规律,并进行不同模式间的对比分析。本论文主要取得如下研究结果:（1）EPS提取及其组分测定方法:采用超声树脂法提取EPS中蛋白质、腐殖酸及DNA,并采用加热法提取多糖;各组分测定中,分别采用蒽酮—硫酸法测定多糖,修正的Folin-Lowry法测定蛋白质和腐殖酸,二苯胺法测定DNA。（2）EPS与污泥性状的分析:同一工况下EPS及其各组分的含量变化不大。工况二和工况四下,污泥的重新絮凝性能FA与EPS含量呈显著正相关性,即EPS含量越大,污泥的絮凝能力越强。不同工况间,FA值与EPS含量的变化规律基本一致。在运行周期和曝气比相同的工况下,污泥的絮凝能力和EPS含量成正比,但不同运行周期的各工况之间,FA和污泥EPS间未呈现明显的一致性。无论是各工况下还是不同工况间EPS含量均与SVI呈显著正相关性,即EPS含量的增加不利于污泥沉降,工况一下污泥沉降性能最好。各工况下,EPS均与相对疏水性SRH呈现明显的正相关性,工况三尤为显著。各工况间EPS和SRH无显著相关性,SRH的变化情况与污泥沉降性能变化趋势基本一致。（3）EPS与反应器水质的分析:反应器在各工况下COD去除效果均较好,工况一和工况四下EPS含量与COD去除率呈显著正相关性;各工况氨氮去除率均较高,变化趋势基本一致且相对稳定,与EPS的含量变化无明显相关性;TN平均去除率基本呈先增大后减小的趋势,工况间TN去除率与EPS含量变化规律基本一致,而出水硝态氮含量呈现出与TN去除率相反的变化规律;各工况TP平均去除率波动较大,工况间TP平均去除率与EPS含量变化规律基本一致。（4）工况选优:综合进行各工况污泥性状和出水水质的对比分析,最终选定工况二为相对最优工况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 EPS 研究进展
• 1.3 本论文研究内容
• 2 研究条件与试验方法
• 2.1 研究条件
• 2.2 试验方法
• 2.3 本章小结
• 3 IBR 内EPS 与污泥各项性能相关性分析
• 3.1 EPS 对污泥絮凝性能影响
• 3.2 EPS 对污泥沉降性能影响
• 3.3 EPS 对污泥相对疏水性影响
• 3.4 本章小结
• 4 IBR 内EPS 与反应器出水水质的相关性分析
• 4.1 EPS 与COD 去除的相关分析
• 4.2 EPS 与脱氮效果相关分析
• 4.3 EPS 与除磷效果相关分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献