分散式生活污水處理工藝開(kāi)發(fā)及機(jī)理研究.pdf

1、在對(duì)浙江省三個(gè)地級(jí)市五個(gè)取樣點(diǎn)為期一年的生活污水水質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合流體力學(xué)及化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)原理，對(duì)分散式生活污水厭氧生物處理反應(yīng)器進(jìn)行比選，確定了最優(yōu)的填料式厭氧折流板反應(yīng)器(CABR)。之后，以浙江大學(xué)華家池校區(qū)家屬區(qū)生活污水作為CABR反應(yīng)器進(jìn)水，進(jìn)行了為期4個(gè)月的運(yùn)行試驗(yàn)，就其去污性能及三大類群厭氧微生物的演替規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。同時(shí)，詳細(xì)研究了CABR反應(yīng)器在不同溫度下抗負(fù)荷沖擊的性能及機(jī)理。此外，為解決厭氧工藝脫氮性能差

2、的缺陷，開(kāi)發(fā)了一種適合于分散式生活污水處理的無(wú)回流脫氮反應(yīng)器，并對(duì)其性能及機(jī)理進(jìn)行初步探討和研究。 本論文主要研究結(jié)論簡(jiǎn)述如下： (1)浙江省生活污水有機(jī)物和磷濃度較低，氮濃度較高，可生化性較好，但C/N相對(duì)較低，平均值僅為6.10，不利于常規(guī)生物脫氮；調(diào)查的生活污水水質(zhì)季節(jié)變化明顯，但地區(qū)差異不顯著；污染物濃度1月份最高，7月份最低；據(jù)此對(duì)已有的模擬生活污水配置方法進(jìn)行了優(yōu)化，使優(yōu)化配置的模擬污水4個(gè)特征比值(B/

3、C，C/N，堿度/TN以及NH4+-N/TKN)接近實(shí)際生活污水。 (2)CABR反應(yīng)器總體呈現(xiàn)平推流流態(tài)，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，總死區(qū)率僅為10％左右。但隨著格數(shù)的增多，反應(yīng)器內(nèi)部流速增加，從而導(dǎo)致水力死區(qū)有上升趨勢(shì)。以理想多釜全混合反應(yīng)器為參照，綜合考慮反應(yīng)器效能和容積利用率，確定6格的CABR反應(yīng)器為最優(yōu)。 (3)6格CABR反應(yīng)器在溫度為28±1℃、HRT為48h的條件下，以實(shí)際生活污水為進(jìn)水，需要3周左右才能完成啟

4、動(dòng)。CABR反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，出水TCOD、SS等指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中》(GB8978-1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素(N、P)的去除效能較差；單純采用CABR反應(yīng)器無(wú)法完全消除腐植酸在水體中形成“三致”物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)：盡管CABR反應(yīng)器對(duì)于對(duì)糞大腸桿菌和蛔蟲(chóng)卵的去除率分別高達(dá)99.82％和98.87％，但仍需后續(xù)的消毒措施保證其出水的安全性。 (4)對(duì)6格CABR反應(yīng)器啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程的微生物機(jī)理研究表明，CA

5、BR反應(yīng)器內(nèi)微生物的優(yōu)勢(shì)種群隨著運(yùn)行階段的變化而有所變化；CABR反應(yīng)器不同格室的微生物相似性較高，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的微生物相分離現(xiàn)象。在啟動(dòng)初期首先是發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的大量增殖，而當(dāng)運(yùn)行至4個(gè)月左右時(shí)產(chǎn)甲烷細(xì)菌數(shù)量才有較為明顯的增加；達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)，三大類群厭氧微生物之間的數(shù)量差異幾乎接近1/10。CABR反應(yīng)器在啟動(dòng)階段中約有63％的基質(zhì)被用于細(xì)胞合成；而當(dāng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期后，大約只有1/5的基質(zhì)被用于細(xì)胞合成。 (

6、5)系統(tǒng)研究了不同溫度下水力、水質(zhì)負(fù)荷沖擊對(duì)CABR反應(yīng)器處理低濃度生活污水性能的影響，結(jié)果表明，CABR反應(yīng)器對(duì)負(fù)荷沖擊有很好緩沖能力，但是這種緩沖能力隨著溫度的下降而下降：在溫度較高時(shí)(28℃)無(wú)論是水力沖擊還是水質(zhì)沖擊對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行性能均沒(méi)有顯著影響；但在10℃下運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷沖擊會(huì)對(duì)CABR反應(yīng)器的運(yùn)行性能產(chǎn)生顯著影響。綜合微生物活性、中間產(chǎn)物、可溶性微生物產(chǎn)物、TCOD容積去除率等指標(biāo)變化以及采用靈敏度比和均方差比的定量判別依據(jù)

7、表明，CABR反應(yīng)器在10℃～28℃下處理低濃度生活污水時(shí)，抗水質(zhì)沖擊的穩(wěn)定性均要好于抗水力沖擊的穩(wěn)定性。 (6)首次開(kāi)發(fā)的一種無(wú)回流脫氮反應(yīng)器通過(guò)約90天的運(yùn)行，平均出水TCOD為42.34±12.8mg/L，低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl8918-2002)中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。在本試驗(yàn)的五種水質(zhì)運(yùn)行工況下，TN和NH4+-N去除性能良好，最高可達(dá)76％和89％。TN去除率受污水水質(zhì)C/N決定，NH4+-N去除