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《重庆大学》 2010年
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生物活性炭处理垃圾渗滤液生化尾水试验研究

黄鹤  
【摘要】: 论文在综合分析现有垃圾渗滤液污水和生化尾水处理技术的基础上,结合垃圾焚烧厂渗滤液生化尾水水质特征,根据现行的《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008)对垃圾渗滤液排放水质的要求,提出了用生物活性炭工艺处理垃圾渗滤液生化尾水的研究思路。生物炭(BAC)作为一种融活性炭吸附和生物膜降解于一体的污水处理技术常用于低浓度、难降解的有机废水的处理,如何使微生物在活性炭上固定并附着生长是生物炭反应器成功启动和高效运行的关键。论文以难降解垃圾渗滤液生化尾水为处理对象,用驯化污泥通过动态挂膜和静态膜固定的方式实现了生物炭反应器的快速启动;在研究生物炭(BAC)工艺处理垃圾渗滤液生化尾水效能及影响因素的基础上,进一步研究了臭氧生物活性炭(O3-BAC)工艺的处理效能;最后还对生物活性炭反应器的有机物降解动力学进行了初步研究。结果表明: ①用驯化污泥动态挂膜和静态膜固定的方法实现了生物炭反应器的快速挂膜和启动。研究发现将驯化污泥配制成500mg/L的污泥菌液、按生物炭反应器体积浓度2~4g/L控制挂膜污泥量、并按照挂膜液循环流量400~560ml/min、下向流循环方式运行,生物炭反应器可以在1~2d内实现稳定挂膜。启动运行试验结果表明,生物炭反应器可用于垃圾渗滤液生化尾水的深度处理,CODcr去除率大于70%,显著优于SBR活性污泥法25%的深度处理去除效果。 ②运行试验结果表明,BAC反应器对有机物的去除方式是前期以吸附为主、后期以生物降解为主。人工固定驯化污泥的生物活性炭在运行后期去除率仍保持在70%左右,而自然挂膜的生物活性炭运行55天后不适宜继续运行。生物活性炭工艺较优的启动和运行方案是孔径和比表面积较大的亲生物活性炭作为BAC反应器载体;投加驯化污泥固定化来启动生物活性炭工艺;BAC反应器固定的生物浓度大致在3000mg/L-4000mg/L的范围内。 ③臭氧-生物活性炭的组合工艺比单一的生物活性炭工艺对渗滤液尾水中有机物处理效果更好,前者去除率能够稳定在80%以上。臭氧预处理可以减少后续生物活性BAC反应器的反应容积,节约构筑物建设费用。低浓度渗滤液进水不仅可以减少臭氧的投加量,去除率也更高。 ④生物活性炭工艺采用上向流运行流态稳定,处理效果好于下向流。商业炭为载体的生物活性炭适宜的负荷范围是1.5-2kgCODcr/m3·d,而自制柑橘皮活性炭为载体的生物活性炭适宜的负荷范围是2-2.5kgCODcr/m3·d。单一的活性炭工艺在55天内运行有效,且进水负荷的范围宜取2-2.5kgCODcr/m3·d。补充适当的驯化污泥量有利于工艺处理效果的恢复。 ⑤有机物主要在生物活性BAC反应器的进水端去除,加大进水端的生物量有利于提高BAC柱的有机物去除率。在10ml/min的进水流量下,各根BAC反应器对有机物的有效吸附高度在120cm以内。 ⑥人工固定驯化污泥的生物活性BAC反应器中,生物量沿水流方向逐渐减少,橘皮活性炭固定的生物量大于商业活性炭。自然挂膜的生物活性炭上生物量最少,并且沿层分布差异不大。生物活性炭中生物量的分布与生物比活性的大小成反比,生物量越多,生物的比活性越低。臭氧预处理能够提高生物活性BAC反应器中微生物的活性。 ⑦论文对生物活性炭反应器的有机物降解动力学作了初步研究,发现用一级动力学模型可以较好地模拟生物活性炭中有机物的去除情况,反应常数沿水流方向逐渐减少。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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