双级串联水下间歇曝气反应器处理堆肥渗滤液的研究

摘要

好氧堆肥是目前村镇垃圾处理应用较广泛且具有经济效益的方法之一，在其过程中会产生一种毒性大、成分复杂、水质水量变化大的高浓度有机废水-堆肥渗滤液。通常，该废水具有有机污染物浓度高、氨氮浓度高、重金属含量多、可生化性较差、难降解物质较多等特点，使得堆肥渗滤液的妥善处理成为村镇环境保护中急需解决的问题之一。
　　实验以即墨市温泉镇生活垃圾处理厂好氧堆肥产生的渗滤液为处理对象，选择活性污泥法进行处理。该活性污泥法中采用课题组自行设计、制作的双级串联水下间歇曝气反应器（发明专利，申请号:201610504788.9）和自吸搅拌式水下曝气器（发明专利，申请号:201510431817.9），以间歇进水、间歇曝气的方式，在容积负荷1.0、1.5kgCOD/(m3·d)条件下，探求反应器除碳脱氮的最佳运行工况;以容积负荷1.0、1.5kgCOD/(m3·d)条件的最佳工况运行，进行曝气叶轮对比实验。最后一阶段实验是在容积负荷1.0kgCOD/(m3·d)的最佳工况下，对比分析混凝与生化组合工艺的除碳脱氮效果，寻求更好的堆肥渗滤液处理效果。实验共历时6个月，主要实验结论如下:
　　(1)最佳工况探求阶段，分别在容积负荷1.0、1.5kgCOD/(m3·d)条件下以三种不同工况运行反应器，对比分析其处理效果，结果表明，在1.5kgCOD/(m3·d)容积负荷条件下的运行工况最佳。具体工况为:HRT=64h，污泥回流比为40％，一级反应器DO=2.2mg/L，二级反应器DO=1.3mg/L，日周期数为4个，反应周期为6h。每个周期内进水30min，进水结束后，两级反应器均开始曝气;一级反应器曝气4h后，以2h为间隔进行循环曝气;二级反应器曝气2h后，以1h为间隔进行循环曝气。循环曝气5h后两级反应器均已停止曝气，沉淀30min。该工况下COD总去除率为83.75％，氨氮总去除率为95.2％。
　　(2)不同厚度曝气叶轮对比实验，曝气器更换不同厚度的曝气叶轮(叶轮一(d=2.5mm)、叶轮二(d=5mm))在容积负荷1.0、1.5kgCOD/(m3·d)的最佳工况下运行，对比其处理结果，结果表明，曝气叶轮二在1.5kgCOD/(m3·d)负荷下的运行效果较好，COD、氨氮、总氮总去除率分别为98.15％、98.54％、97.3％。且叶轮二的转速较低，能耗小，具有较好的搅拌和曝气能力。
　　(3)混凝与生化组合工艺实验，在容积负荷1.0kgCOD/(m3·d)条件下，将混凝与生化工艺组合用于处理堆肥渗滤液，结果表明，生化+混凝组合工艺的处理效果较好，COD、氨氮总去除率分别为99.1％、98.8％，出水COD、氨氮浓度为298mg/L、12mg/L。该组合工艺具有经济成本低，操作简便，去除效果好，自动化程度高等特点。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 我国村镇生活垃圾的产生及处理现状

1．1．1 村镇生活垃圾的来源

1．1．2 村镇生活垃圾的处理技术

1．2 堆肥渗滤液的产生及特点

1．2．1 堆肥渗滤液的来源

1．2．2 渗滤液的水质特征

1．3 堆肥渗滤液的危害

1．4 国内外堆肥渗滤液的处理现状

1．4．1 堆肥渗滤液处理方案

1．4．2 堆肥渗滤液处理技术

1．5 垃圾渗滤液处理中存在的问题

1．6 研究目的、意义

1．6．1 研究目的

1．6．2 研究意义

1．7 研究内容及研究技术路线

1．7．1 研究内容

1．7．2 研究技术路线

第2章 实验材料与方法、实验装置、实验控制条件

2．1 实验材料与方法

2．1．1 实验用水

2．1．2 接种污泥

2．1．3 监测项目及测试方法

2．1．4 实验仪器

2．2 实验装置

2．2．1 双级串联间歇曝气反应器

2．3 实验控制条件

第3章 生化实验过程与结果分析

3．1 反应器启动与污泥驯化

3．1．1 污泥驯化条件控制

3．1．2 实验现象分析

3．1．3 驯化结果数据分析

3．2 反应器的最佳运行工况

3．2．1 反应器在1．0 kgCOD／(m3．d)条件下的最佳运行工况

3．2．2 反应器在1．5 kgCOD／(m3．d)条件下的最佳运行工况

3．3 曝气器叶轮对比实验

3．3．1 运行条件控制

3．3．2 曝气器在1．0 kgCOD／(m3．d)条件下叶轮对比实验

3．3．3 曝气器在1．5 kgCOD／(m3．d)条件下叶轮对比实验

3．4 生化实验污泥性能分析

3．4．1 低浓度进水实验阶段污泥性能

3．4．2 高浓度进水实验阶段污泥性能

3．5 本章小结

第4章 混凝与生化组合工艺处理实验

4．1 混凝与生化组合工艺选择

4．2 实验原理

4．3 实验材料与方法

4．3．1 混凝剂

4．3．2 实验用水

4．3．3 实验方法

4．4 混凝牲化组合工艺实验

4．4．1 最佳投加量的确定

4．4．2 最佳pH的确定

4．4．3 混凝+生化组合工艺运行条件

4．4．4 混凝+生化组合工艺运行结果分析

4．5 生化+混凝组合工艺实验

4．5．1 最佳投加量的确定

4．5．2 最佳pH的确定

4．5．3 生化+混凝组合工艺运行条件

4．5．4 生化+混凝组合工艺运行结果分析

4．6 混凝与生化组合工艺的经济技术分析

4．6．1 组合工艺的技术分析与比较

4．6．2 经济概算

4．7 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢