剪切与曝气条件下活性污泥絮体稳定性研究

摘要

絮体脱附动力学分析表明，随着时间增加，初级粒子含量逐步增加，在180min左右，初级粒子含量达到平衡。随着剪切与曝气强度增加初级粒子含量呈阶段性增加，对于剪切条件，转速400 r/min是初级粒子释放的临界值，在400r/min两侧，初级粒子的释放趋势不同。对于曝气条件，曝气量0.4 m3/h为初级粒子释放的临界值。在曝气条件下，曝气量增大至0.4 m3/h之后，EPS各组分上升趋势加快，呈现一定的阶段性。这说明絮体具有分层结构：外部扩散层和内部紧密层。 在剪切与曝气条件下，絮体粒径均没有大幅度变化，只是略有减小。对差距最大的剪切与曝气强度，平均粒径减小幅度均为35μm；表明对于曝气条件，大絮体破碎为小絮体同样不是絮体破碎的主要因素，而初级粒子的脱附是絮体破碎的主要因素。微生物絮体的分形维数范围在1.6-1.8，具有扩散限制模型的特点，在小范围，随着转速和曝气量的增大，分形维数减小，絮体结构变的松散。 对曝气作用的剪切力进行了初步估算，采用初级粒子释放量和分形维数作为参考变量，将曝气量和转速关联。两种条件下初级粒子含量线性拟合后相关系数分别为0.9573和0.7664。而分形维数拟合后相关系数分别为0.9547和0.984，具有很好的线性关系。曝气作用的G值计算式为：G=115.34V+133.92。 随着剪切强度与曝气量的增加，污泥体积指数上升，污泥比阻增大，都呈现一定的阶段性。较高强度下，曝气条件下SVI值要高于剪切条件下对应值，说明曝气作用比单纯的剪切要复杂些。随着初级粒子含量的增多，污泥平均粒径的减小，SVI和污泥比阻均线性增大，并且相关性较好。在剪切条件下EPS与污泥沉降和脱水性能关系不大。而在曝气条件下，多糖，蛋白质和总EPS含量与污泥SVI值和污泥比阻具有很好的相关性。说明在实际曝气条件下，考虑污泥沉降性能和脱水性能时生物因素不可忽略。 随着分形维数的增加，SVI值减小，污泥比阻增大，这说明絮体结构紧密，密度大，更容易沉降，脱水性能也好。说明分形维数与SVI和污泥比阻都具有非常好的相关性，相关系数均大于0.95。故可以说明絮体整体结构对污泥的沉降性能和脱水性能具有很大影响。

目录

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摘要

第一章前言

1.1活性污泥絮体的组成

1.1.1污泥絮体的结构

1.1.2胞外聚合物在污泥絮凝中的作用

1.2剪切条件下絮体的破碎

1.2.1絮体破碎模型

1.2.2剪切对污泥特性的影响

1.3絮体稳定性与固液分离效率的关系

1.3.1污泥沉降性能及其影响因素

1.3.2污泥脱水性能及其影响因素

1.3.3剪切对污泥固液分离的影响

1.4本论文的主要研究内容和创新性

第二章材料与方法

2.1污泥

2.2剪切条件下絮体稳定性实验

2.3曝气条件下絮体稳定性实验

2.4分析测定方法

2.4.1初级粒子测定

2.4.2粒径分布

2.4.3分形维数

2.4.4 EPS提取与分析

2.4.5污泥比阻

2.4.6其他参数测定

2.5模型拟合与计算

第三章剪切与曝气条件下污泥稳定性变化

3.1剪切与曝气条件下微生物絮体脱附动力学分析

3.2不同条件下初级粒子含量的变化

3.3絮体粒径分布的变化

3.4剪切与曝气作用中EPS的释放

3.5剪切与曝气作用中SCOD分析

3.6絮体分形结构变化

3.7曝气作用的G值概算

3.8 小结

第四章污泥稳定性对固液分离效率的影响

4.1絮体稳定性对污泥沉降性能的影响

4.2絮体稳定性对污泥脱水性能的影响

4.3 小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

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