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颗粒污泥和絮状污泥物理性质与分形特征研究

作　者: 宣科佳
导　师: 马钦彦；王毅力
学　校: 北京林业大学
专　业: 生态学
关键词: ABR高效反应 厌氧颗粒污泥 絮状污泥 污水处理 分形
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文通过污泥混合液悬浮固体（MLSS）、挥发性悬浮固体（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、体积指数（SVI）、区域沉降速度（ZSV）、絮凝能力、表面电荷、疏水性能,颗粒大小以及分形维数等主要性能指标的测定,对比分析厌氧折流式反应器（ABR）厌氧颗粒污泥与北京典型污水处理厂絮状污泥性能和单体结构。主要研究结果如下:（1）污泥性能与分形分析显示ABR反应器颗粒污泥具有浓度大但表面粗糙（D1较大）,颗粒结构松散（D2较小）的特征,不同的微生物环境影响污泥的性质;ABR颗粒污泥沉降性能和压缩性能与低维分形（D1与D2）无明显相关;各格室颗粒污泥的结合水含水率BW与污泥颗粒表面光滑程度成反比;BW与D2关系不明显;CST与污泥分形特征之间则无明显相关。ABR颗粒污泥的絮凝能力与其1维分形成负相关,与2维分形正相关。ABR中间格室的污泥颗粒强度比较大,向两端延伸依次减小,而絮凝能力显示中间格室小,向两端格室增大的趋势;表面电荷数据都为负值,呈现中间格室负值大,两端逐渐减小的规律。（2）ABR颗粒污泥污泥浓度MLSS比絮状污泥浓度大,颗粒污泥ZSV远大于污水厂絮状污泥ZSV（污水厂污泥ZSV大多数小于0.5m/h）,ABR污泥颗粒更为抗搅动;ABR颗粒污泥的絮凝能力整体为正值而污水厂絮体污泥絮凝能力基本为负值,ABR颗粒污泥的表面电荷值整体大于污水厂污泥电荷值,说明ABR颗粒污泥具有较好的絮凝能力。ABR颗粒污泥的粒径平均比絮体污泥粒径大,中位直径在0.75mm～1mm之间;ABR污泥1维分形维数（D1）为1.02～1.10,小于絮体污泥,反映ABR污泥表面较为光滑;ABR污泥2维分形维数D2整体比D1大,D1和D2曲线在图示中呈现明显镜面对称规律。ABR污泥D2与污水厂污泥D2大体相近,表明两种污泥紧密度基本相同。本研究建立测定ABR颗粒污泥和絮状污泥宏观操作性能、物理性质和分形维数的确定方法和程序;对ABR颗粒污泥宏观操作性能与其物理性质及分形维数之间关系作探讨,可为反应器运行效果提供可靠的指标。对ABR颗粒污泥与其他污水处理工艺中絮状污泥的性质差异作分析结果可为高效反应器污泥培养提供基础性数据。随着社会经济的发展以及人口增涨,大量生活污水和工业废水的产生速度远大于水体自然调节能力,可利用水资源日益短缺,废水处理成为一种客观必要。本研究所取得的成果可为进一步探寻废水处理的最优化工艺提供参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
1 引言  8-22
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 研究的目的和意义  9-10
  1.3 国内外相关研究进展  10-22
    1.3.1 污泥宏观操作特征研究现状  10-12
    1.3.2 颗粒污泥其它物理特性研究现状  12-14
    1.3.3 形态学特征研究现状  14-17
    1.3.4 污泥分形特征研究  17-18
    1.3.5 ABR研究现状  18-22
2.研究内容与方法  22-32
  2.1 泥样采集  22-24
    2.1.1 ABR试验装置与工艺流程  22-23
    2.1.2 高碑店污水厂及工艺  23
    2.1.3 清河污水厂及工艺  23-24
    2.1.4 酒仙桥污水厂及工艺  24
  2.2 试验设备与仪器  24-25
  2.3 测定方法  25-32
    2.3.1 ABR常规指标测定  25-27
    2.3.2 污泥物理性质测定  27-30
    2.3.3 污泥粒径和分形的测定  30-32
3 结果与分析  32-47
  3.1 COD标准曲线绘制  32
  3.2 ABR厌氧颗粒污泥培养与效果监测  32-34
  3.3 絮状污泥和厌氧颗粒污泥物理性质比较  34-41
    3.3.1 絮状污泥与厌氧颗粒污泥基本性质分析  34-36
    3.3.2 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的沉降与压缩性能比较  36-37
    3.3.3 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的脱水性能比较  37-38
    3.3.4 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的稳定性差异  38-39
    3.3.5 絮状污泥与厌氧颗粒污泥其他物理性质差异  39-41
  3.4 絮状污泥和颗粒污泥的粒度分布与分形结构  41-44
    3.4.1 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的粒度分布  41-42
    3.4.2 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的图像分形维数比较  42-44
  3.5 絮状污泥与厌氧颗粒污泥分形结构-性质的相关性差异分析  44-47
    3.5.1 絮状污泥的性能与分形特征的相关性  44-45
    3.5.2 ABR厌氧颗粒污泥的性能与分形特征的相关性  45-46
    3.5.3 絮状污泥与厌氧颗粒污泥的分形结构与性能差异  46-47
4 结论  47-49
5 论文的创新之处  49-50
参考文献  50-54
个人简介  54-56
导师简介  56-58
致谢  58

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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