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厌氧—磁化复合系统处理城镇生活污水中试研究

作　者: 易赛莉
导　师: 雒文生
学　校: 武汉大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: UASB反应器厌氧处理磁处理生活污水
分类号: X703
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 481次
引　用: 12次
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内容摘要

随着我国城镇化水平的不断提高,城市人口迅速增长,城市的规模也在不断扩大,生产生活用水量急剧增加。全国环境统计结果表明,十年来全国废水排放总量基本保持不变,工业废水排放量呈现缓慢下降趋势,生活污水排放量则呈现持续上升势头,至1999年城市生活污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷。因此,我国目前迫切需要一些投资省、运行费用低、效率高的污水处理技术来解决由于城市生活污水所带来的水体环境质量日益恶化的问题。厌氧生物处理技术作为一种将污水处理与能源回收利用相结合的技术,以其低成本、高效稳定的特点引起了人们的普遍关注。但是传统的厌氧方法存在水力停留时间长、有机负荷低、处理效果差等缺点,从而限制了该技术在污水处理中的进一步推广应用。高速厌氧反应器的出现推动了厌氧处理技术在高浓度有机废水处理领域的进一步发展,并且这类反应器在低浓度有机废水的处理方面也表现出巨大的发展潜力。有些研究者将生活污水(典型的低浓度有机废水)的厌氧处理列为厌氧技术发展的一个新领域。著名厌氧消化专家G. lettinga教授断言:厌氧生物处理技术如果有合适的后处理方法相配合,可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段。升流式厌氧污泥床(UASB)自70年代发明以来,由于其良好的处理效果,已广泛应用于各类废水的处理,特别是高浓度有机废水的处理中。对于低浓度的生活污水,仅在巴西、墨西哥、哥伦比亚等热带亚热带国家建设了以UASB为主体的城市污水处理厂。我国和其它一些国家的研究者对此也做了许多工作,但总的说来对利用UASB反应器在常温下处理低浓度有机废水的研究还不深入,一些方面还刚起步,虽有研究报道但却极少有实际的工程应用实例,对武汉等南方城市的城镇极低浓度生活污水的UASB处理研究则更是鲜有报道。磁处理技术在污水处理方面,近年来得到了比较深入的研究。磁处理技术发展方向之一是利用磁场对微生物的正生物效应,驯化和激活微生物降解有机污染物质的能力。与目前发展比较成熟的生物处理技术耦合,利用其具有设备体积小、结构简单、维护容易、费用低、占地少、且无二次污染等优点,磁处理技术可以作为有机污水净化的有效强化措施。

全文目录

摘要  4-8
Abstract  8-17
引言  17-19
1 绪论  19-44
  1.1 研究背景  19-23
  1.2 厌氧生物处理技术的基本原理  23-34
    1.2.1 厌氧生物处理技术的发展历史  23-24
    1.2.2 厌氧生物处理的基础理论  24-34
  1.3 UASB反应器的理论基础及发展应用  34-37
    1.3.1 UASB反应器的发展应用  34-35
    1.3.2 UASB的工艺原理  35-37
  1.4 UASB处理低浓度城市生活污水的研究现状  37-40
  1.5 磁处理及生态系统处理生活污水的原理和研究现状  40-43
  1.6 本文的研究内容  43-44
2 厌氧-磁化复合系统的试验装置与方法  44-51
  2.1 总体工艺流程的设计与概况  44-48
  2.2 试验装置与试验方法  48-51
    2.2.1 试验装置  48
    2.2.2 试验用水  48-49
    2.2.3 颗粒污泥  49
    2.2.4 监测指标与方法  49-50
    2.2.5 三种COD去除率  50-51
3 UASB反应器常温下处理生活污水的二次启动研究  51-66
  3.1 试验过程概述  51-52
  3.2 试验情况及结果  52-58
    3.2.1 进、出水 COD的变化及去除效果  52-55
    3.2.2 进、出水 SS的变化及去除效果  55
    3.2.3 HRT与水力负荷的变化  55-56
    3.2.4 容积负荷与污泥负荷的变化  56-57
    3.2.5 水温与进出水pH的变化  57-58
  3.3 二次启动的影响因素  58-64
    3.3.1 颗粒污泥接种量对启动的影响  59-60
    3.3.2 进水水质对启动的影响  60-61
    3.3.3 负荷对启动的影响  61-63
    3.3.4 pH值、碱度对启动的影响  63-64
    3.3.5 温度对启动的影响  64
  3.4 小结  64-66
4 UASB反应器常温下处理生活污水的运行试验研究  66-90
  4.1 试验情况概述  66-67
  4.2 试验结果及讨论  67-76
    4.2.1 不同温度下最佳水力停留时间的确立  67-73
    4.2.2 总磷和氨氮的去除效果  73-75
    4.2.3 UASB反应器对偏高、偏低浓度的生活污水的处理效果  75-76
  4.3 UASB反应器运行性能分析  76-88
    4.3.1 温度、HRT对 COD去除率的影响  76-79
    4.3.2 容积负荷与 COD去除率的关系  79-80
    4.3.3 不同温度、HRT下 UASB反应器的SS去除效果  80-82
    4.3.4 稳定运行期间的pH和碱度  82-84
    4.3.5 BOD_5/COD的变化  84-85
    4.3.6 反应器内COD、pH值、碱度等沿反应器高度变化  85-88
  4.4 小结  88-90
5 厌氧-磁化复合系统处理生活污水技术研究  90-104
  5.1 磁化-厌氧处理小试研究  91-95
    5.1.1 磁处理对微生物生长能力的影响  91-92
    5.1.2 磁处理对厌氧反应的影响  92-93
    5.1.3 温度变化对磁处理污水厌氧反应的影响  93-94
    5.1.4 污染物负荷变化对磁处理厌氧反应的影响  94-95
  5.2 磁化-厌氧处理中试研究  95-102
    5.2.1 不同进水 COD浓度在不同磁场强度下对系统处理效果的影响  95-98
    5.2.2 水温在不同磁场强度下对系统处理效果的影响  98-100
    5.2.3 HRT在不同磁场强度下对系统处理效果的影响  100-102
  5.3 小结  102-104
6 UASB厌氧处理生活污水过程模拟预测的人工神经网络模型  104-127
  6.1 人工神经网络的原理  104-112
    6.1.1 人工神经网络概念  104-105
    6.1.2 人工神经网络发展  105-107
    6.1.3 人工神经网络模型原理  107-112
  6.2 BP神经网络模型的算法原理与实现  112-118
    6.2.1 BP算法原理与实现  112-116
    6.2.2 神经网络性能评价指标  116-118
  6.3 BP人工神经网络在废水厌氧处理中的应用  118-119
  6.4 模型的建立与预测  119-125
    6.4.1 BP网络的结构  120-122
    6.4.2 样本的选取与训练  122
    6.4.3 模型的检验  122-125
  6.5 结论  125-127
7 厌氧-磁化复合系统经济性分析  127-140
  7.1 废水处理的经济性评价指标  127-130
    7.1.1 投资分析  127-129
    7.1.2 运行成本分析  129-130
    7.1.3 工艺的技术和经济参数  130
  7.2 UASB+磁化+生态系统耦合废水处理工艺的经济性分析  130-140
    7.2.1 复合废水处理系统的投资和成本分析  131-138
    7.2.2 复合系统处理生活污水的经济效益分析  138-140
8 结论与展望  140-142
参考文献  142-149
攻博期间所发表的主要研究成果  149-150
致谢  150

厌氧—磁化复合系统处理城镇生活污水中试研究

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