城市污水生物絮凝吸附工藝的特性及模擬研究.pdf

1、基于活性污泥對(duì)污水中有機(jī)污染物的初期去除作用開(kāi)發(fā)出來(lái)的生物絮凝吸附工藝，在基建投資和運(yùn)行費(fèi)用較低的情況下可去除大部分污水中的有機(jī)污染物，對(duì)降低城市污水處理廠(chǎng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)內(nèi)外對(duì)生物絮凝吸附工藝的系統(tǒng)構(gòu)成、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式及部分工藝參數(shù)如污泥濃度、停留時(shí)間等進(jìn)行了研究，但對(duì)其工藝原理的認(rèn)識(shí)不夠深入，也未能建立描述該工藝的數(shù)學(xué)模型，其研究結(jié)果缺乏普適性。本論文通過(guò)小試系統(tǒng)研究并優(yōu)化了生物絮凝吸附工藝的主要工藝參數(shù)，

2、在解析其工藝原理的基礎(chǔ)上建立了具有描述該工藝的數(shù)學(xué)模型，中試系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行表明該工藝具有運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，其運(yùn)行結(jié)果證明了所建數(shù)學(xué)模型的合理性和準(zhǔn)確性，說(shuō)明本研究的結(jié)果具有普適性。本研究的主要成果如下：
　　 1.在分析生物絮凝吸附工藝各主要工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了生物絮凝小試系統(tǒng)；系統(tǒng)考察了氣水比、絮凝時(shí)間、活化時(shí)間、污泥齡和回流比5個(gè)等主要工藝參數(shù)對(duì)系統(tǒng)污染物去除效果的影響，獲得了生物絮凝吸附工藝的優(yōu)化參數(shù)：氣水比10-

3、l，絮凝時(shí)間30min，活化時(shí)間2h，污泥齡6d，回流比40％～50％。
　　 2.對(duì)生物絮凝吸附工藝的污泥吸附特性進(jìn)行了考察，結(jié)果表明該工藝對(duì)懸浮和膠體有機(jī)物的吸附效果好；污泥經(jīng)活化后，吸附性能大大提高：偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能更好地描述污泥對(duì)有機(jī)物的吸附特性，20℃下的偽二級(jí)吸附速率常數(shù)kads為0.816 g-COD/mg-MLVSS.h;添加抑制劑后的活性污泥比吸附率降低了10％左右，表明系統(tǒng)中仍存在微生物對(duì)有機(jī)污染物的生物降

4、解作用；污泥的異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)為0.69 g-COD/g-COD，污泥產(chǎn)量較高。
　　 3.根據(jù)對(duì)生物絮凝吸附工藝原理的剖析，引入吸附過(guò)程和水解過(guò)程，以ASM1模型為基礎(chǔ)，建立了描述生物絮凝吸附工藝的數(shù)學(xué)模型；通過(guò)建立工藝過(guò)程動(dòng)力學(xué)方程和物料平衡方程，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的不同組分碳源進(jìn)行了物料平衡分析；敏感分析結(jié)果表明，模型參數(shù)的敏感度從大到小依次為YH、uH、kH、Kx、Ks、kads、uA、bA，對(duì)敏感度較大的uH、kH、Kx和Ks進(jìn)行

5、了參數(shù)估計(jì)；用生物絮凝小試系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行了校正與驗(yàn)證，證明所建數(shù)學(xué)模型具有較高的準(zhǔn)確性；應(yīng)用所建數(shù)學(xué)模型對(duì)生物絮凝工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果為：絮凝時(shí)間為40min、活化時(shí)間為1.5h、污泥齡為6d。
　　 4.以小試研究為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型對(duì)工藝參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果，完成了生物絮凝中試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試；水力負(fù)荷增大，中試系統(tǒng)對(duì)污水SS、COD和CODss去除效率大幅度下降，而SS和CODss去除率變化較??；污泥負(fù)荷在2～