高效内循环好氧生物反应器的研制与开发

摘要

高效内循环好氧生物反应器是近年国内外发展起来的一项废水生物处理新技术，与传统活性污泥法相比高效内循环好氧生物反应器具有占地面积小、处理能力强、处理效果好、耐冲击负荷和工艺流程简单等优点。本课题就目前碱法草浆中段废水处理领域存在的主要问题，提出采用高效内循环好氧生物反应器工艺处理草浆中段废水。本试验设计制作了高效内循环好氧生物反应器试验装置，对高效内循环好氧生物反应器的充氧性能、处理碱法草浆中段废水进行了系统的试验研究。以大量的试验数据和理论分析作为依据，为碱法草浆中段废水的处理，提供了一种投资低、运行费用省、管理方便的新选择。 本课题设计制作了高效内循环好氧生物反应器中试试验装置，并通过清水试验得出不同工艺条件和性能参数下射流曝气器的标准氧总转移系数KLas，计算出射流曝气器的动力效率Ep、充氧能力EL和氧利用率EA。测量采用供气式射流曝气器对草浆中段废水进行曝气时系统的出水水质情况。观察性能参数的变化对高效内循环好氧生物反应器处理效果的影响规律。试验结果表明： 1)气水比与动力效率Ep值不成规律的线性关系。气水比在1.0～1.5之间时，动力效率Ep值逐渐增加，在气水比为1.5时动力效率Ep值达到最大，之后迅速下降。增加风量所需要的能量占动力系统中的主要部分，动力消耗增加的幅度远超过标准氧总转移系数KLas和充氧能力EL的增大幅度，动力效率下降。 2)气水比与SS、COD去除率不成规律线性关系。随着气水比的增加，系统对SS、COD的去除率有增有降，同时系统对SS的去除率低于传统活性污泥法。 3)随着污泥浓度(MLSS)的增加，溶解氧(DO)逐步降低。结合试验数据和反应器出口情况，系统合适的污泥浓度(MLSS)为7500～8000mg/L。 4)随着HRT的增加，出水SS和COD去除率逐渐增加。水力停留时间(HRT)在3.0～5.0h时，去除率的增长很快，水力停留时间(HRT)超过5.0h后，去除率增长趋于平缓。HRT从12.0降到3.0h，意味着进水负荷增加4.0倍，但是系统的处理效率、污泥活性并没有受到很大的影响。 5)虽然长的HRT能得到较高的SS和COD去除率，但是，HRT的增加要求更大的反应容积，也就意味着工程费用的增加。综合经济因素，系统合适的水力停留时间(HRT)为4.0～6.0h。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

声明

1绪论

1.1引言

1.2我国水污染现状

1.3造纸中段水概述

1.3.1污染物种类

1.3.2水质特征

1.3.3处理方法

1.3.4生物处理

1.4高效好氧反应器综述

1.4.1高效好氧反应器的发展与现状

1.4.2 HCR工艺的基本原理与技术特征

1.5曝气设备综述

1.5.1曝气的作用

1.5.2曝气方式概述

1.5.3曝气设备的进展

1.6射流曝气技术综述

1.6.1射流曝气技术的主要性能特点

1.6.2射流曝气技术的回顾

1.6.3射流曝气技术的应用与研究进展

1.6.4射流曝气器的类型

1.6.5射流曝气器目前所存在的问题及研究发展趋势

1.7选题的确定与意义

1.8本课题研究内容

2高效内循环好氧生物反应器的工作原理

2.1概述

2.2高效内循环好氧生物反应器曝气的机理

2.2.1充氧能力

2.2.2生化处理效果

2.3低压供气式射流曝气器的工作原理

2.3.1曝气氧转移的基本理论

2.3.2影响氧传质的因素

2.4高效内循环好氧生物反应器的构造及运转

2.4.1高效内循环好氧生物反应器的构造

2.4.2高效内循环好氧生物反应器的运转

2.5高效内循环好氧生物反应器的水力特性

2.5.1概述

2.5.2水阻hf

2.5.3气阻△J

2.6高效内循环好氧生物反应器运行特性

3高效内循环好氧生物反应器的工艺设计

3.1概述

3.2高效内循环好氧生物反应器性能分析及设计

3.2.1假设条件

3.2.2进水水质

3.2.3反应器主体设计

3.2.4需气量

3.2.5风机、水泵及管路计算

3.2.6高效内循环好氧生物反应器试验装置的设计参数

3.3小结

4高效内循环好氧生物反应器工艺性能的研究

4.1概述

4.2清水试验部分

4.2.1试验任务

4.2.2试验设备与药剂

4.2.3试验装置与流程

4.2.4试验原理

4.2.5测试方法

4.2.6数据处理

4.3结果分析与讨论

4.3.1氧总转移系数和充氧能力的影响因素分析

4.3.2关于氧利用率的讨论

4.3.3影响动力效率的因素

4.4小结

5高效内循环好氧生物反应器处理碱法草浆中段水

5.1试验研究方法

5.1.1试验工艺流程与设备参数

5.1.2试验测试项目及方法

5.2高效内循环好氧生物反应器的启动

5.3不同气水比对反应器SS和COD去除率的影响

5.4 MLSS值对反应器DO及COD去除率的影响

5.5 HRT对SS和COD去除率的影响

5.6小结

6结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录