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《重庆大学》 2004年
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螺旋升流式反应器处理城市污水的试验研究

豆俊峰  
【摘要】:根据反应器理论,将螺旋升流特征应用于污水处理的反应技术之中,开发出了一种新型的污水处理设备——螺旋升流式反应器(SUFR)。论文通过对螺旋升流式反应器处理城市污水进行了试验研究,得到如下结论: (1)SUFR-A/O除磷系统可获得良好的除磷及去除COD的效果:当进水COD浓度为212~498mg/L时,出水COD浓度小于40mg/L,平均去除率在95%以上;进水TP浓度为3.62~8.64mg/L时,出水TP浓度小于0.5mg/L,平均去除率在96%以上。该A/O除磷系统具有工艺简单,处理效果好,运行稳定的优点,适用于对TN去除要求不高的污水处理。 (2)SUFR脱氮除磷系统具有良好的脱氮除磷及去除COD的效果,可保证出水COD=8~31mg/L,TP=0.07~0.49mg/L,TN=2.3~9.3mg/L。并且通过试验研究得出该反应系统最佳的运行工艺和运行参数为:(a)厌氧反应器、缺氧反应器与好氧反应器的容积比为1: 1.5~2.5: 3~3.5,好氧反应器中的污泥量占污泥总量的比例大于47%,各反应器的长径比控制在4~6之间;(b)水力停留时间为8~10小时,污泥龄为15~22天,好氧反应器下部DO浓度为0.5~0.95mg/L,中上部为3.0~3.5mg/L;(c)污泥回流比为40%~60%,好氧反应器至缺氧反应器的混合液回流比为200%~250%,缺氧反应器至厌氧反应器的混合液回流比为100%~150%。 (3)SUFR的螺旋升流特征能形成适宜于不同微生物种群生存的生态位,有利于活性污泥中微生物种群的多样化,使系统具有较强的抗外界干扰和自身恢复调节能力;螺旋升流特征有利于污泥的颗粒化,可形成不同环境状态的交错区,为反硝化聚磷菌创造有利的生存微环境,方便地实现了目前较难工程化的反硝化除磷过程,同时颗粒污泥的形成便于在好氧反应器内发生同时硝化反硝化脱氮作用,因此在COD/(N+P)值相对较低的情况下也可获得良好的脱氮除磷效果,解决了低碳源污水在常规生物脱氮除磷工艺中存在的碳源不足问题;螺旋升流特征能提高基质的浓度梯度,延长基质在反应器中的停留时间,使反应器表现出明显的活塞流特征。 (4)SUFR螺旋水流特有的剪切力可破坏围在气泡周围的滞留膜,降低液膜的厚度,减少传质阻力;螺旋水流的惯性离心力可使污泥颗粒作径向运动,对上升气泡的流速有一约束作用,使混合液中的气泡不易合并长大,增大了气-液接触的比表面积,提高氧的传质效率;在清水中SUFR的氧传质效率是CSTR的2倍 WP=6 左右,在活性污泥混合液中SUFR的氧传质效率是CSTR的3倍。 (5) 对SUFR脱氮除磷系统中的污泥进行了厌氧吸收COD及释磷的试验,结果表明:在此过程中VSS呈现出上升的趋势,而MLSS及灰分均呈现出下降的趋势;当微生物体内的糖原耗尽时,会引起厌氧吸收COD及释磷过程的中断。本研究得出△P/△PHB、△Gly/△PHB、△P/△COD、△PHB/△COD的平均值分别为0.48 mg/mg、0.50 mg/mg、0.44 mg/mg、0.92 mg/mg;△P/△COD与溶液中pH值呈明显的线性关系,其线性方程为:△P/△COD=0.17 pHout-0.74 。 (6)本反应系统活性污泥中聚磷菌所占的比例在53%~58%之间,平均值为56%左右,反硝化聚磷菌约占全部聚磷菌总量的72%左右,约有37%~39%的脱氮作用是由反硝化聚磷菌完成的。 (7)对SUFR脱氮除磷系统中的污泥进行缺氧及好氧吸磷试验,结果表明:在不加外碳源条件下,PHB含量较高污泥的反硝化脱氮速率及反硝化吸磷速率均高于PHB含量低的污泥;当有外碳源存在时,反硝化速率是无碳源时的1.6倍左右,PHB含量高的污泥表现出反硝化吸磷现象,但吸磷速率仅为无外碳源时的13%,PHB含量低的污泥表现出反硝化释磷现象,并且存在着反硝化菌与聚磷菌对外碳源竞争的矛盾;在缺氧条件下,吸磷量与消耗PHB之间的比值为0.75~0.86,低于在好氧条件下的1.08。 (8)通过对各水质成分分别建立物料平衡方程,得出了各成分沿SUFR反应系统流程变化的动力学模式,并对该动力学模式进行计算求解。结果表明SUFR系统各成分的模拟值与试验值基本吻合,该动力学模式具有较高的数据拟合能力,能较好模拟SUFR系统的反应过程,能将一个特殊的SUFR反应系统模型化。该动力学模式对SUFR系统的方案设计、运行状况预测等方面能发挥良好的作用,具有一定的指导和使用价值。 本研究获得了可用于实际设计及运行控制的重要参数,为螺旋升流式反应器的工程应用提供了依据。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X703

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 李杰;Falls Lake水库水质的数值模拟研究及分析[D];中国海洋大学;2010年
3 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 黄传灵;内源性营养盐对藻类生长机制的影响与调控研究[D];安徽工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 夏宏生;向欣;;废水除磷技术及进展分析[J];环境科学与管理;2006年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 李娜;SUFR系统除磷效果及其影响因素的研究[D];重庆大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 窦云杰;段卫民;;不同pH值下固定化小球藻除磷效果分析[A];上海(第二届)水业热点论坛论文集[C];2010年
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9 记者  邵丽华;污水厂要实时动态全面监管[N];中国环境报;2006年
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6 龙北生;两级SBR除磷脱氮工艺技术及其运行控制参数研究[D];吉林大学;2005年
7 陈俊敏;人工快速渗滤系统机理及其在农村生活污水处理中的应用研究[D];西南交通大学;2008年
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7 赵玲;复合SBR系统脱氮除磷的研究[D];合肥工业大学;2002年
8 金慧宁;厌氧折流板反应器(ABR)处理玉米浸泡液试验研究[D];西安建筑科技大学;2004年
9 张玲;强化AB工艺脱氮除磷法功能实验研究[D];中国海洋大学;2003年
10 聂熹;两级SBR工艺优化除磷脱氮研究[D];吉林大学;2004年
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