添加麦秸对两相厌氧处理低浓度废水的影响研究

摘要

目前，低浓度废水的处理主要以活性污泥法、接触氧化和生物滤池等好氧工艺为主，但好氧工艺具有能耗高、占地大、管理复杂等缺点。随着厌氧生物处理技术的日渐成熟，许多学者也开始研究厌氧工艺对低浓度废水的处理，但由于低浓度废水中较低的有机质含量，不能够为微生物提供足够的养分，易造成处理效果不好和能源浪费的问题，同时厌氧处理低浓度废水的产气量也很小。
　　 我国农村地区产生的污水和垃圾几乎都是未经处理直接排放，所以本文就寻求一种污水和垃圾的创新管理模式——污水和垃圾的联合处理模式，即在两相厌氧处理低浓度废水时，向产酸相添加麦秸以提高其出水有机质浓度，进而提高产甲烷相的处理效果和产气量。通过试验研究了pH、HRT、麦秸投加比和反复投加麦秸对产酸相的影响以及HRT对产甲烷相的影响，结果表明：不同pH条件下，酸性条件不仅可以提高出水VFA浓度和酸化效果，而且可以增强产酸菌对麦秸的分解作用，且产酸反应器第一周期的出水COD浓度要显著高于剩余周期出水COD浓度；不同HRT条件下，HRT从3h增加8h，不会对产酸相的pH环境造成太大的影响，也不会使产酸相的出水COD浓度保持在一个较高的水平，只能减缓出水COD浓度降低的速率，但却会增加产酸相前几个周期的出水氨氮浓度；在不同投加比条件下，采用1：2、1：1.5、1：1的麦秸投加比，不会对产酸相的pH环境造成大的影响，产酸反应器的第一周期出水COD浓度最大值分别为1744mg·L-1、1382mg·L-1、981mg·L-1，其比值为1.8：1.4：1，与投加比2：1.5：1基本相符，可见随着投加比的增加，其出水COD浓度也随着有规律的增加，且麦秸投加比的增加也会相应的增加产酸反应器的出水VFA、酸化率及氨氮浓度；采用反复投料的方式可以略微增大产酸相的出水pH，亦可以使产酸相的出水保持在一个较高的有机质浓度，如反复投料时的反应器出水平均COD浓度为867mg·L-1，而一次投料的反应器出水平均COD浓度为364 mg·L-1，同样与一次投料相比，反复投料的方式可以增加产酸相的出水氨氮浓度、VFA浓度及酸化效果；不同HRT条件下，产甲烷相的出水pH较进水不会发生太大的变化，但产甲烷相的出水氨氮浓度始终大于进水氨氮浓度，所以要考虑到氨氮浓度的增大对产甲烷菌的影响作用。HRT为4h时的产甲烷相的COD去除率较低，HRT为14h时的最高，但HRT从6h延长到14h时，其COD去除率的提高幅度并不大。从产甲烷相VFA和产气率的变化趋势也可以看出，当HRT为14h时，其出水平均VFA浓度任有198mg·L-1，而HRT为4h、6h和9h时的产气率相差并不大，由此可以看出延长HRT对提升产甲烷相处理含麦秸废水的能力有限。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1我国农村地区的污染现状

1.1.1我国农村水环境污染现状

1.1.2我国农村固体废弃物污染现状

1.2低浓度废水处理技术概述

1.2.1好氧生物处理技术

1.2.2厌氧生物处理技术

1.2.3其它处理技术

1.3两相厌氧生物处理技术

1.3.1两相厌氧处理技术的原理

1.3.2两相厌氧处理的相分离技术

1.3.3两相厌氧处理技术的工艺特点

1.4本研究的目的与内容

第二章pH对产酸相的影响研究

2.1实验装置和材料

2.1.1实验装置

2.1.2实验用水

2.1.3接种污泥及试验麦秸

2.2试验试剂和仪器

2.2.1试验试剂

2.2.2分析仪器

2.3试验分析项目及方法

2.3.1 pH测定

2.3.2 COD的测定

2.3.3氨氮的测定

2.3.4 VFA的测定

2.3.5 MLSS的测定

2.4结果与讨论

2.4.1两相厌氧反应器中污泥的培养与驯化

2.4.2产酸相pH的变化

2.4.3 pH对产酸相COD变化的影响

2.4.4 pH对产酸相氨氮变化的影响

2.4.5 pH对产酸相VFA和酸化率的影响

2.5小结

第三章HRT对产酸相的影响研究

3.1实验装置与材料

3.1.1实验装置

3.1.2实验用水

3.1.3接种污泥及试验麦秸

3.2试验试剂和仪器

3.3试验分析项目及方法

3.4结果与讨论

3.4.1产酸相pH值的变化

3.4.2 HRT对产酸相COD的影响

3.4.3 HRT对产酸相氨氮变化的影响

3.4.4 HRT对产酸相VFA及酸化率的影响

3.4.5小结

第四章麦秸投加量对产酸相的影响研究

4.1实验装置与材料

4.1.1实验装置

4.1.2实验用水

4.1.3接种污泥及试验麦秸

4.2试验试剂和仪器

4.3试验分析项目及方法

4.4结果与讨论

4.4.1产酸相pH值的变化

4.4.2投加比对产酸相COD及COD去除率的影响

4.4.3投加比对产酸相氨氮及氨氮去除率的影响

4.4.4投加比对产酸相VFA及酸化率的影响

4.4.5小结

第五章反复投加麦秸对产酸相的影响研究

5.1实验装置与材料

5.1.1实验装置

5.1.2实验用水

5.1.3接种污泥及试验麦秸

5.2试验试剂和仪器

5.3试验分析项目及方法

5.4结果与讨论

5.4.1麦秸反复投加量

5.4.2反复投加对产酸相pH值的影响

5.4.3反复投加对产酸相COD的影响

5.4.4反复投加对产酸相氨氮的影响

5.4.5反复投加对产酸相VFA及酸化率的影响

5.4.6小结

第六章HRT对产甲烷相的影响研究

6.1实验装置与材料

6.1.1实验装置

6.1.2实验用水

6.1.3接种污泥及试验麦秸

6.2试验试剂和仪器

6.3试验分析项目及方法

6.4结果与讨论

6.4.1不同HRT对产甲烷相pH的影响

6.4.2不同HRT对产甲烷相COD去除率的影响

6.4.3不同HRT对产甲烷相氨氮的影响

6.4.4不同HRT对产甲烷相VFA及产气率的影响

6.4.5小结

第七章结论与建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

附录 挥发性脂肪酸(VFA)定量分析——蒸馏滴定法

致谢

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