ABR-CSTR组合工艺处理黄酒废水效能研究

摘要

随着我国黄酒行业的迅猛发展，黄酒生产废水所带来的环境问题日渐显著。黄酒废水富含淀粉、糖类和蛋白质等有机物，属于高浓度有机废水。厌氧生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著特点，成为处理高浓度有机废水的首要选择。厌氧折流板反应器(ABR)是以分阶段多相厌氧反应器为理论基础的高效厌氧反应器，具有结构简单，截留污泥能力强，稳定性高等诸多优点。
　　本文通过组合ABR和CSTR反应器形成厌氧-好氧工艺，研究了该组合工艺对黄酒废水的处理效能。本文主要考察了ABR-CSTR组合工艺在启动阶段和稳定阶段的运行特性，考察了容积负荷对系统处理效能的影响，水力停留时间、混合液回流比等因素对系统实现脱氮除磷的优化以及系统的产气特性。主要研究结果如下:
　　(1)ABR-CSTR组合工艺历经100天成功启动。污泥性能良好，并出现生物相的分离。系统出水COD平均浓度在80mg/L以下，COD去除率保持在95％～98％之间。此外，出水NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为0.6、20.4和0.9mg/L，平均去除率分别为99％、56％和83％。
　　(2)随着容积负荷由4kgCOD/(m3·d)增加到8kgCOD/(m3·d)，ABR出水COD浓度逐渐上升，去除率由93％降低到81％。CSTR进水负荷相应提高，系统COD去除率依然保持在95％以上。容积负荷的改变，对系统内部造成了一定影响，但整个工艺对负荷的冲击具有很好的缓冲作用，后续CSTR好氧段是保证系统出水稳定的关键。
　　(3)ABR厌氧段对黄酒废水具有良好的厌氧消化作用，在容积负荷分别为4kgCOD/(m3·d)，6kgCOD/(m3·d)和8kgCOD/(m3·d)条件下，ABR前三隔室的沼气产量分别为1.58、2.48和2.88m3/(m3·d)。在容积负荷为6kgCOD/(m3·d)时，系统平均产气速率达到最高，各隔室产气速率分别为0.221、0.337和0.433m3/(kgCOD)。
　　(4)ABR-CSTR组合工艺处理黄酒废水的最优运行条件是容积负荷为6kgCOD/(m3·d)，HRT为32h，R为150％，SRT为15d，DO为2mg/L。在此运行条件下，系统对黄酒废水具有稳定、高效的去碳脱氮除磷效果。此运行条件下系统出水COD、NH4+-N、TN和TP的平均浓度分别为82.9、1.4、12.8和1.1mg/L，平均去除率分别为98％、97％、75％和81％。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 厌氧生物处理技术

1．2．1 厌氧生物处理技术的基本原理

1．2．2 厌氧生物处理技术的特点

1．2．3 厌氧生物处理技术的发展概况

1．2．4 厌氧生物处理技术在废水处理中的地位

1．3 厌氧折流板反应器(ABR)

1．3．1 ABR的工艺原理与特点

1．3．2 ABR的基本特性

1．3．3 ABR与产氢产甲烷技术

1．3．4 ABR处理不同废水的应用研究

1．3．5 ABR与其他工艺的结合

1．4 完全混合式反应器(CSTR)

1．5 黄酒废水处理概况

1．5．1 黄酒废水的来源及特点

1．5．2 黄酒废水生物处理现状及方法

1．6 研究的目的、意义及内容

1．6．1 研究目的与意义

1．6．2 研究内容

第二章 试验材料与方法

2．1 试验装置

2．2 试验用水及接种污泥

2．3 试验检测项目及分析方法

第三章 ABR-CSTR的启动及运行特性

3．1 前言

3．2 ABR-CSTR启动试验方案

3．3 ABR-CSTR在启动期的运行特性

3．3．1 启动期COD的去除情况

3．3．2 启动期pH的变化

3．3．3 启动期氮、磷污染物的去除情况

3．3．4 启动期ABR的产气特性

3．3．5 启动期的污泥特性

3．4 本章小结

第四章 ABR-CSTR稳定运行效能研究

4．1 前言

4．2 稳定运行优化控制方式

4．3 COD的去除特性分析

4．3．1 容积负荷对COD去除率的影响

4．3．2 各隔室的COD去除特性分析

4．4 氮、磷污染物的去除特性分析

4．4．1 氨氮的去除效果

4．4．2 总氮的去除效果

4．4．3 总磷的去除效果

4．4．4 混合液内循环对脱氨除磷的影响

4．5 系统的产气特性分析

4．5．1 pH及VFA浓度变化的影响

4．5．2 气体产量及产气速率

4．6 本章小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

作者简历