用于农村生活污水处理的复合厌氧生物反应器研究

摘要

本论文以复合厌氧生物反应器为主要研究对象，采用物理化学、气相色谱和分析生物学等方法，深入解析了生活污水厌氧生物处理过程的影响因素和作用机理，实现了设计与运行参数的优化。并在原南汇区六灶镇，利用自主研发的复合厌氧-人工湿地污水处理工艺开展了农村生活污水收集处理工程示范，取得了良好的效果，为推进我国农村环境治理工作和社会主义新农村建设提供了技术支持。经过小试研究与工程示范，主要的研究结论如下:
　　(1)复合厌氧反应器对有机物和SS具有良好的去除效果。COD的去除率最高可达80％以上;在进水SS浓度为60～90mg/L的条件下，出水SS浓度均可保持在30mg/L以下。
　　(2)复合厌氧生物反应器对氨氮、总氮和总磷等营养物质没有去除作用，需要与合适的后续处理技术相结合，才能满足脱氮除磷的要求。
　　(3)温度、进水有机物浓度和水力停留时间是影响复合厌氧反应器运行效能的主要因素。且温度、进水基质浓度和有机负荷均与COD去除率呈正相关。
　　(4)利用气相色谱测得，厌氧生物处理过程产生的VFA以乙酸为主，此外还检测到少量的丙酸、正丁酸、异丁酸和异戊酸等低级脂肪酸。且厌氧反应器沿程的乙酸浓度呈逐渐减少的趋势。
　　(5) ORP和pH监测分别显示复合厌氧反应器第一隔室的ORP基本都在-300mV以下水平且pH已开始上升，推测在第一隔室中有产甲烷过程发生。
　　(6)根据菌种鉴定的结果，复合厌氧反应器中的优势菌群为异养细菌(Ruminococcaceae、Syntrophorhabdus、Bacteroidaceae和Lachnospiraceae等)和产甲烷菌（Methanosaeta sp.和Methanocorpusculum parvum sp.），菌群结构的演替规律符合厌氧生物处理的阶段理论。
　　(7)复合厌氧-人工湿地污水处理工艺的出水各项指标均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准，具有处理效果好、运行费用低、运行管理方便等特点，环境效益、经济效益和社会效益显著，适合处理农村生活污水。

目录

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 国内外技术发展现状

1．2．1 农村生活污水处理现状

1．2．2 农村生活污水处理技术发展现状

1．2．3 厌氧生物处理技术发展

1．3 研究目标

1．4 研究内容

1．5 技术路线

第二章 复合厌氧生物反应器的设计

2．1 试验装置设计

2．2 分析项目与检测方法

2．3 试验用水水质

2．4 试验装置启动

第三章 复合厌氧生物反应器处理效果研究

3．1 有机物的去除效果研究

3．2 悬浮固体的去除效果研究

3．3 营养物质的去除效果研究

3．4 本章小结

第四章 复合厌氧生物反应器影响因素研究与参数优化

4．1 复合厌氧生物反应器影响因素研究

4．1．1 温度对有机物去除效果的影响

4．1．2 进水水质对有机物去除效果的影响

4．2 复合厌氧生物反应器设计与运行参数研究

4．2．1 不同水力负荷下有机物去除效果

4．2．2 不同隔室有机物去除效果

4．3 复合厌氧生物反应器影响因素关联性研究

4．4 本章小结

第五章 复合厌氧生物处理机制研究

5．1 不同隔室VFA变化规律研究

5．2 不同隔室ORP变化规律研究

5．3 不同隔室pH值变化规律研究

5．4 微生物生态学研究

5．4．1 材料与方法

5．4．2 总DNA提取和PCR扩增结果分析

5．4．3 DGGE结果分析

5．4．4 测序结果分析

5．5 本章小结

第六章 复合厌氧成套处理装置开发与示范

6．1 成套装置开发

6．2 工程示范

6．2．1 工程概况

6．2．2 工程设计

6．2．3 工程实施

6．2．4 实施效果

6．2．5 工程经济及效益分析

6．3 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

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