污水厂进水毒性预警原理及设备研发

摘要

近些年来,随着社会的不断进步和工业经济的飞速发展,化工、冶炼、造纸等企业发生污染事故的情况呈逐年增加的趋势。这些工业企业在生产过程中产生的处理不完全及事故排水含有毒性物质,当其通过污水管网进入城市污水处理厂时,会对活性污泥系统造成冲击,正常的污水处理过程受到影响,甚至会使生化处理系统崩溃,进而需要重新进行耗时费力的培菌工作,这对污水处理厂的正常运营影响巨大。针对上述问题,考虑到有必要对污水进行毒性预警监测工作,以便提前对来水中的毒性物质进行预警,给操作人员充分的应急反应时间,这对污水处理厂的正常运营具有重要的现实意义。
　　本试验研究,是以耗氧速率(Oxygen Uptake Rate,OUR)为基本原理,DO突变和抑制率为指标的方法,开展污水厂进水毒性预警设备研究与开发工作。设计的装置连续采集污水厂生化池活性污泥,并使污泥与沉砂池进水完全混合,通过监测泥水完全混合液的耗氧情况,判别进水中是否含有生物毒性物质。试验使用重金属、毒性有机物和酸碱等抑制性物质进行冲击试验,研究不同浓度毒性物质对微生物产生的影响,并研究环境影响因素对毒性物质的生物抑制性的影响,并优化反应器。
　　设计的完全混合反应器是体积为700mL的圆柱有机玻璃容器,四周分别接有进泥口、进水口和溢流排放口。通过蠕动泵按照一定的比例泵送活性污泥和沉砂池污水入完全混合反应器,使用外置的曝气机连接的曝气头为反应器提供所需的溶解氧。在完全混合反应器中的溶解氧处于平衡状态时,通入一定剂量的毒性物质时,平衡状态的溶解氧产生变化,上升部分的DO值即为活性污泥受抑制后释放出的溶解氧。当系统按照污泥Q1,污水Q2体积比为Q1:Q2=1:3进行泥水配比时,通入反应器Cu2+离子的浓度分别为3、8、15mg/L时,产生的DO突变率{(DO2-DO1/DO1)}分别为28.68％、36.82%、43.8%;Cr6+离子的浓度梯度分别为3、8、15mg/L时,产生的DO突变率分别为13.26%、18.94%、24.24%,当用毒性有机物与酸碱冲击时结果同样明显,可知在此种运行条件下能够判别不同梯度毒性物质的毒性程度。
　　在研究环境因素对毒性影响时发现,一定范围内泥水比越小(MLSS越小)对毒性物质越敏感,产生的DO突变率越大;停留时间(HRT)越长,污泥与污水接触反应的时间越长,产生的DO突变率越大;试验同时也考察了进水COD负荷、温度和进水pH对毒性的影响。经过试验发现预警反应器在MLSS为1000mg/L, HRT=2min时,能够取得较好的毒性监测效果。
　　在此工况下分别研究重金属铜,有机毒性物质苯酚及酸碱物质对设计反应器的抑制情况。可以得到毒性物质在相应当量时的DO抑制率,以COD和氨氮去除率等理化指标为参考,模拟 SBR系统受几种毒性物质冲击的影响情况,再把DO抑制率与理化去除率指标结合,获得预警设备的报警参数,得出的报警参数为:当DOY≤30%不报警;当30%60%为严重报警,需要采取应急措施。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究的背景及来源

1.3 水质生物毒性监测技术研究现状及发展趋势

1.4 常见有毒有害物质的生物抑制性研究现状

1.5 课题研究目的、内容、方法和技术路线

第2章 反应器的设计与系统集成

2.1反应器的设计

2.2系统的集成

2.3本章小结

第3章 有毒有害物质对污泥活性的抑制性试验研究

3.1 重金属类毒性物质对污泥活性产生的影响

3.2 毒性有机物类物质对污泥活性产生的影响

3.3 酸碱类物质对污泥活性产生的影响

3.4 本章小结

第4章 DO突变影响因素研究及初步连续试验

4.1 系统影响因素试验研究

4.2 重金属Cu冲击系统时影响因素的试验研究

4.3 苯酚冲击系统时影响因素的试验研究

4.4 连续试运行

4.5 本章小结

第5章 DO抑制率与理化指标结合的试验研究

5.1 毒性物质冲击模拟SBR系统的试验

5.2 毒性物质冲击预警反应器的试验

5.3 预警反应器报警参数的确定

5.4 本章小结

第6章 结论与建议

参考文献

个人简历

致谢