新型厌氧反应器处理模拟高浓度有机废水运行特性研究

论文摘要

厌氧生物处理技术具有经济动力消耗低、占地少、容积负荷高及产生剩余污泥量少等突出优点,是目前高浓度工业废水处理采用的主要技术。目前研究和应用的厌氧反应器仍存在三相分离困难、结构复杂、混合不均问题,开发新型高效厌氧反应器具有重要的现实意义。针对厌氧反应器存在的各种问题,课题组研发了一种无实体三相分离器的新型厌氧反应器,负压条件下可实现气体的优先分离,采用次毫米过滤组件实现固液的强制分离。新型厌氧反应器自接种污泥后历经试启动、酸化调控和再启动三个阶段,本研究是在再启动阶段负荷提升至1.4kgCOD/(m3·d)的基础上进行的后续试验研究。主要内容如下：(1)本文采用新型厌氧反应器处理模拟高浓度有机废水,研究了反应器启动及其对高浓度有机废水的处理效果。结果表明：启动阶段负荷达到12.96kgCOD/(m3·d), COD去除率较高,平均去除率可达为81%。出水SS稳定,平均值为343mg/L,组件固液分离效果稳定。出水pH稳定在7.20以上,pH在7.50时处理效果最佳；(2)启动结束后继续提升进水负荷,考察反应器的处理潜能,通过对反应器运行特性和处理效果的监测,确定最大负荷为17.28 kgCOD/(m3·d)。污泥浓度沿反应器高度重新分布,形成高度约40cm稳定污泥床,颗粒污泥处于良好的悬浮状态,距底部40～80cm区域出现新生颗粒污泥。最佳pH范围为7.50～7.80。负荷超过17.28 kgCOD/(m3·d)时,随负荷提升发生污泥流失,固液分离成为新型厌氧反应器负荷提升的瓶颈；(3)在厌氧反应器运行过程中,通过对组件孔径和反冲洗历时对出水水质的影响的研究,考察次毫米过滤组件与厌氧反应器耦合性能。结果表明：组件孔径的大小对出水水质的影响很大,当进水COD浓度为6000mg/l,容积负荷为12.96kgCOD/(m3·d)时,采用孔径76μm的次毫米过滤组件效果最佳,组件的反冲洗历时对出水水质影响不大；(4)采取静态试验的方式,通过考察不同污泥浓度和不同起始通量对过滤历程的影响,得出以下结论：起始通量为150 L/(m2·h)时不同污泥浓度(1～20g/L)下出水通量均无衰减,污泥浓度越低出水SS越低,出水水质水质越好；浓度为16.5g/L时不同起始通量条件下,起始通量越低,出水通量衰减越慢,出水SS稳定值越低,出水水质越好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 厌氧生物降解原理
• 1.2 厌氧生物处理技术发展过程及工艺思想
• 1.2.1 第一代厌氧反应器
• 1.2.2 第二代厌氧反应器
• 1.2.3 第三代厌氧反应器
• 1.3 厌氧反应器研究进展及存在问题
• 1.3.1 典型厌氧反应器研究进展
• 1.3.2 典型厌氧反应器存在的问题
• 1.4 本课题研究意义和内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 新型厌氧反应器的启动
• 2.1 试验材料和方法
• 2.1.1 试验用水
• 2.1.2 接种污泥
• 2.1.3 试验装置
• 2.1.4 监测项目及方法
• 2.2 新型厌氧反应器的启动
• 2.2.1 启动操作方法
• 2.2.2 试验运行过程
• 2.3 结果分析与讨论
• 2.3.1 进水COD浓度对COD去除率的影响
• 2.3.2 容积负荷对COD去除率的影响
• 2.3.3 反应器内污泥的变化情况
• 2.3.4 VFA和pH值的变化
• 2.3.5 出水SS的变化
• 2.4 本章小结
• 第3章 新型厌氧反应器的处理潜能
• 3.1 试验运行过程
• 3.2 结果分析与讨论
• 3.2.1 温度对新型厌氧反应器运行的影响
• 3.2.2 容积负荷对COD去除率的影响
• 3.2.3 反应器内污泥的变化情况
• 3.2.4 VFA和pH值的变化
• 3.2.5 出水SS的变化
• 3.3 本章小结
• 第4章 固液分离组件的性能
• 4.1 次毫米过滤组件与新型厌氧反应器耦合性能
• 4.1.1 次毫米过滤组件孔径大小对出水水质的影响
• 4.1.2 次毫米过滤组件反冲洗历时对出水水质的影响
• 4.2 次毫米过滤组件静态试验
• 4.2.1 实验材料和方法
• 4.2.2 结果分析与讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历 硕士在读期间的学术研究成果