新型序批式生物膜反应器(SBBR)充氧性能及挂膜试验研究

摘要

本试验采用一种新型填料—生物膜复合装置对味精废水的处理性能进行了试验研究，并对同类型传统反应器做了对比。试验针对两种不同的序批式生物膜反应器在挂膜过程中的存在的异同，以及反应器中流体的水力特性等方面的几个核心问题进行对比研究，主要结论如下:
　　 (1)新型反应器与传统反应器的充氧能力E0、氧总转移系数(KLa)20值均随着曝气强度的增加而增加，对新型SBBR反应器来说，增加曝气强度，能更好的提高氧转移效率，新型反应器的(KLa)20值得增长速率能达到传统反应器的1.45倍。当曝气强度为0.8m3/h时，新型反应器的E0值是传统反应器的1.26倍，(KLa)20值是传统反应器的1.26倍。因此新型SBBR反应器具有更好的氧传质能力和更高的氧转移效率。
　　 (2)新型SBBR反应器中的填料篮有效地阻止了气泡对生物膜的剥离作用，增加了溶解氧的横向扩散，增大了气液接触面积，提高了氧传质能力;相比传统SBBR反应器，新型SBBR反应器具有更好的节能效果，并且具有更高的氧转移效率。
　　 (3)经过挂膜培养，可观察到两种反应器填料球内部的聚丙烯片上都附着着一定厚度的生物膜，其中新型反应器中填料上生物膜成熟的时间为40天，成熟的生物膜量为57.96mg/g，生物膜厚度为1.21～1.98mm;传统反应器中填料上生物膜成熟的时间为45天，成熟的生物膜量为41.20mg/g，生物膜厚度为0.62～1.38mm。微生物镜检发现反应器中存在着多种微生物，使得系统中的生物链得以延长，污泥产量大大减少。
　　 (4)在试验过程中，随着生物膜量的增多COD的去除率也逐渐增大，最高可达95％，并且系统也具有较高的耐冲击负荷的能力。对氨氮来说，微生物在未适应新环境期间内氨氮去除率波动比较大，但等系统稳定后新型反应器和传统反应器氨氮去除率分别能保持在96％和93％。对总氮而言，由于系统内生物膜的形成，TN的去除率也有明显提高，挂膜成熟后TN的去除率分别能保持在80％和77％左右并趋于稳定。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 生物载体填料的发展研究

1．1．1 废水生物载体填料的发展综述

1．1．2 生物载体填料的功能

1．1．3 填料的分类

1．2 序批式生物膜工艺国内外研究现状

1．3 污水处理中氧的转移

1．3．1 水中氧传质原理

1．3．2 氧转移的影响因素

1．4 课题的提出

1．4．1 典型序批式反应器的缺陷

1．4．2 本文研究目的

1．5 研究内容及技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

2 反应器的充氧性能及流态验证

2．1 反应器氧传递系数和充氧性能参数的测定

2．1．1 基本原理

2．1．2 试验材料与方法

2．1．3 结果与讨论

2．2 反应器内部流态验证

2．2．1 反应器的结构设计

2．2．2 反应器内部设计水流状态

2．2．3 清水试验结果

2．3 本章小结

3 两种SBBR反应器挂膜启动的研究

3．1 试验的挂膜启动

3．1．1 填料的选取

3．1．2 试验装置及仪器设备

3．1．3 进水水质

3．1．4 试验分析项目及检测方法

3．2 生物膜的培养与驯化

3．2．1 污泥来源

3．2．2 填料挂膜的方法及过程

3．2．3 生物膜量及生物膜厚度的检测方法

3．3 系统挂膜过程中生物膜特性的对比研究

3．3．1 挂膜过程中填料上生物相的变化

3．3．2 生物膜量的比较

3．4 本章小结

4 两种序批式生物膜反应器的比较研究

4．1 挂膜阶段污染物的去除情况

4．1．1 挂膜阶段各污染物的去除情况的对比分析

4．1．2 两套SBBR反应器除污能力差异分析

4．1．3 典型周期内各污染物的去除情况

4．2 系统内pH、DO的变化及原因

4．2．1 系统周期内处理水的pH变化

4．2．2 系统周期内DO浓度的变化及反应历程

4．3 氮素降解规律的对比研究

4．3．1 生物脱氮机理的分析

4．3．2 两套反应器氨氮去除规律的研究

4．4 本章小结

5 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

个人简历

致谢