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《大连理工大学》 2004年
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SBAR中好氧颗粒污泥的培养及其特性研究

王芳  
【摘要】:本论文利用气升式间歇反应器(SBAR)研究了好氧颗粒污泥的培养条件、生长特性及其稳定性。通过各项运行条件(有机负荷、接种污泥、反应器曝气量、进水碳源以及水力循环时间)的控制,SBAR运行了近二十二个月,研究结果表明: 在不同负荷下,以厌氧颗粒污泥为接种污泥进行驯化,培养出的好氧颗粒污泥表面均被絮体状污泥覆盖,内部以黑色的厌氧颗粒污泥为核心,包裹有杆菌。在有机负荷分别为1.58 Kg/m~3d和14.12Kg/m~3d下发现,驯化而成的颗粒污泥对COD,TN和TP的去除率均分别达90%,80%和90%左右。在低负荷条件下驯化的颗粒污泥沉降性能较差、比重只有0.0073,含水率达98%,尽管高负荷下驯化而成的好氧颗粒污泥沉降性能相对较好,并且颗粒密实,比重在1.0102左右、含水率在96%,但在整个驯化培养运行过程中,与接种的厌氧颗粒污泥相比较,好氧颗粒污泥的污泥沉降性能和其他特性都趋向于恶化,颗粒污泥表面由接种时的光滑、轮廓清晰变为蓬松。通过电镜观察,发现厌氧颗粒污泥经过好氧曝气后,接种前后颗粒污泥表面和内部结构均发生了较大的变化,生物密度降低、颗粒内部存在大量的空隙、结构变得松散、比重减小,沉降性能降低,因此,在反应器排水阶段,污泥流失严重,保留在反应体系中的生物量很少,系统不能稳定运行; 在考察活性污泥接种下好氧污泥颗粒化特性和其稳定性时,试验结果表明活性污泥接种形成的好氧颗粒污泥比重达1.025,含水率96%,污泥沉降指数由接种活性污泥的126.12 ml/g降低至28.16~33.486 ml/g之间,并且形成的好氧颗粒污泥具有较高的耗氧速率,达1.312 mgO_2/(min·g);而厌氧颗粒污泥驯化形成的好氧颗粒污泥,在相同条件下比重为1.0102,含水率达98%,沉降指数由接种污泥的12.8ml/g增加至75~80 ml/g左右,耗氧速率只有0.992 mg O_2/(min·g)。两种接种污泥下培养形成的好氧颗粒污泥对人工合成废水的降解能力有明显区别,活性污泥接种培养的好氧颗粒污泥对COD、TN的去除率分别为96%和86%,而厌氧颗粒污泥接种驯化而成的好氧颗粒污泥只达92%和73%; 研究认为,接种污泥状态不同,形成好氧颗粒污泥过程和方式不同:以活性污泥接种,好氧污泥颗粒化经过游离细菌相互碰撞—→可逆粘附—→不可逆粘附—→微生物生长的一个过程,在反应体系中水利剪切力的作用,细菌之间相互紧密连接,最终形成微生物紧密堆积的颗粒状微生物聚合体——好氧颗粒污泥;以厌氧颗粒污泥为接种污泥,好氧微生物颗粒化生长可被看作是一种特殊的生物膜生长形式,新出现的好氧性微生物附着在厌氧颗粒污泥表面形成最初的一层生物膜,在反应器运行和营养充足的条件下,这些附着细菌进一步生长、发展,形成成熟的好氧性颗粒状污泥,由于原有厌氧颗粒污泥内部专性厌氧菌的死亡,发生自溶或被新出现的菌体消耗而形成空 大连理工大学博士学位论文 隙,因而影响到颗粒状污泥的各方面性能。 通过对好氧颗粒污泥稳定性影响因素分析认为,以蔗糖为碳源时,反应器在气体 上升流速1.3c而s下运行,容易导致大量的丝状异养菌生长使其沉降指数高达looml/g 以上而不能形成成熟颗粒污泥,尽管在气体上升流速2.6c而s下,形成的颗粒表面光 滑,沉降指数在30ml/g左右而成熟生长,但当污泥负荷0.3KgCOD/(KgMLSSd)时, 光滑的颗粒污泥表面开始迅速生长丝状异养菌亦导致颗粒污泥不能稳定存在。结果表 明以蔗糖为碳源物质,形成好氧颗粒污泥速率快,但其操作条件难控制,容易引起丝 状异养菌的大量生长;以乙酸钠作为单独进水碳源时,尽管污泥颗粒化过程中没有出 现丝状异养菌,但污泥颗粒化速度慢,颗粒化程度不好,颗粒污泥周围包有大量絮状 污泥而使颗粒污泥结构松散;而以蔗糖和乙酸钠为混合进水碳源时,污泥颗粒化状态 很好,形成的颗粒污泥表面光滑,形状呈圆形或椭圆形,并且颗粒污泥沉降指数维持 在30 ml/g左右而成熟生长后,颗粒污泥仍然能够稳定生长,没有丝状菌体出现的迹象, 这说明以蔗糖和乙酸钠为混合型碳源培养好氧颗粒污泥可以相对稳定的运行。 在好氧颗粒污泥稳定运行的基础上,对SBAR中好氧颗粒污泥培养工艺条件进行 了优化,分别考察了在3h、6h、12h和24h等水力循环时间下反应器中好氧污泥颗 粒化过程。水力循环时间对好氧颗粒污泥各生长特性产生的影响很大,在较短水力循 环时间(3h)下,颗粒污泥粒径增长速度快,形成的颗粒粒径多数在1.5一2.0 mm之 间,并且VSS含量达92.08%,强度也较高,沉降速度可达36.78科2.7lm爪,随着循 环时间的延长,污泥粒径、比重、有机物含量及沉降速度均降低。尽管在较短水力循 环时间下形成的好氧颗粒污泥各方面性能良好,但随着反应器运行时间的增长,好氧 颗粒污泥粒径增长过大时(2 mm),由于不利于营养物质向好氧颗粒污泥内部的扩散 和代谢产物的输出,进而影响到颗粒内部细菌的生长繁殖,最终结果导致颗粒污泥内 部结构松散、孔隙增加、生物密度降低,以至于沉降性能变差。综合考虑循环时间对 颗粒污泥各项特性的影响,认为培养颗粒污泥水力循环时间保持在6h左右为宜。 好氧颗粒污泥是具有同步硝化反硝化作用的新型废水生物处理技术。通过限制性 选择培养法对好氧颗粒污泥中具有脱氮作用的菌种进行分离纯化。对各菌种进行了鉴 别,并且通过
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X703

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 阮海英;陈亮;陈东辉;黄满红;;厌氧/缺氧/好氧组合SBR工艺去除活性艳兰KN-G的研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
8 蔡伟民;;好氧颗粒污泥处理系统[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
9 刘芳;;有机垃圾好氧堆肥过程工艺条件的研究[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2008年
10 陈林森;;厌氧好氧生物处理法去除医院污水COD指标效果比较(摘要)[A];全国铁路第五届疾病控制学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张军;好氧微生物有机肥投产[N];中国花卉报;2004年
2 广州中环万代环境工程有限公司桂琪;“厌氧+好氧”处理造纸废水[N];中国环境报;2005年
3 广州中环万代环境工程有限公司 桂琪;“厌氧+好氧”处理造纸废水[N];中国环境报;2005年
4 郝松乔 朱建华;水解——好氧拼装式污水处理成套设备[N];科技日报;2002年
5 李国红;准好氧卫生填埋技术将获推广[N];科技日报;2003年
6 本报记者 屈遐;准好氧卫生填埋技术经济实用[N];中国环境报;2003年
7 李杰;创新发明高效好氧生物流化反应器[N];科技日报;2007年
8 本报记者 邝小平;垃圾变成无害氮气[N];广东科技报;2004年
9 贾俊康;环保水处理技术国内领先[N];宜兴日报;2006年
10 吴文伟 马婧一;没有最好 只有最适宜[N];中国建设报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王芳;SBAR中好氧颗粒污泥的培养及其特性研究[D];大连理工大学;2004年
2 阮文权;好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程研究[D];江南大学;2004年
3 李慧莉;EGSB-好氧组合工艺处理腈纶废水试验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 黄鹏;好氧移动床生物膜反应器处理PVC高温母液废水研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 王海涛;高浓度难降解有机废水的间歇水解—好氧循环生物处理技术研究[D];厦门大学;2007年
6 官宝红;活性污泥法处理碱减量印染废水的研究[D];浙江大学;2001年
7 左宁;基于强化除磷脱氮及低污泥产量的污水处理工艺技术研究[D];重庆大学;2010年
8 王冬波;SBR单级好氧生物除磷机理研究[D];湖南大学;2011年
9 任婷婷;微生物颗粒反应器的水动力学[D];中国科学技术大学;2008年
10 吉方英;排除厌氧富磷污水ERP-SBR除磷脱氮工艺研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毋海燕;焦化废水的氨氮处理[D];太原理工大学;2003年
2 赵月龙;焦化废水生物处理基础研究及其工艺设计[D];太原理工大学;2004年
3 胡霞;高原与内陆好氧活性污泥性质的对比研究[D];西南交通大学;2004年
4 赵峰;水解酸化-好氧工艺处理合成洗涤剂废水的试验研究[D];合肥工业大学;2004年
5 杨麒;好氧颗粒污泥的培养及其实现同步硝化反硝化的研究[D];湖南大学;2003年
6 曹霞;准好氧填埋场垃圾渗滤液的室内模拟研究[D];西南交通大学;2004年
7 周长玖;物化与生物组合工艺及其在印染废水工程中的应用研究[D];西南交通大学;2003年
8 李晓惠;两段上流厌氧颗粒污泥床—好氧生物滤池(UASB/BF)组合工艺同时去除有机物和氮的研究[D];大连理工大学;2005年
9 申庆贵;铁屑过滤-多阶段水解/好氧工艺处理糠醛废水的研究[D];吉林大学;2005年
10 姜冰;厌氧与好氧生物反应器处理制药废水的研究[D];天津大学;2008年
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