气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究毕业论文Word文件下载.docx

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气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究

论文题目（外文）：

ExperimentalStudyonDomestic

SewageTreatmentbyanInternal-loop

Air-liftBioreactor

研究生姓名：

学科、专业：

环境科学

研究方向：

环境管理

导师姓名职称：

论文答辩日期：

2010年5月19日

学位授予日期：

年月日

摘要

气提式内循环反应器是以传统生物流化床为基础的一种新型好氧生物处理工艺，该反应器吸取了化工操作中的流态紊动技术，具有污泥负荷高，抗冲击负荷能力强，结构紧凑，占地面小等特点。

本文对气提式内循环反应器的工作原理进行了阐述，总结了气提式内循环反应器的国内外研究现状及其在污水处理行业中的应用。

试验采用气提式内循环反应器处理生活污水，利用正交实验确定反应器的最优参数，研究了反应器对COD、NH4+-N、SS、TN、TP等主要污染物的去除效果，并对反应器的抗冲击负荷能力以及活性污泥特性进行了研究。

试验研究结果表明：

1、通过正交实验得出气提式内循环反应器最佳运行参数为HRT10h，QL0.55m3/h，SRT5d，该工况下气提反应器出水COD、NH4+-N和SS的去除率分别为90.17%、91.45%和91.85%，出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准。

2、试验过程中，COD进水浓度最小值为229.71mg/L，最大值为595.69mg/L，平均浓度值为375.71mg/L。

气提反应器COD去除率维持在64.24-94.43%，平均去除率为81.24%。

COD出水浓度稳定，保持在33.16-96.17mg/L之间，平均出水浓度为63.24mg/L。

污泥负荷平均为1.05kgCOD/（kgMLSS·

d），高于一般好氧生物处理工艺。

3、气提式内循环反应器对SS的去除率维持在87.72-93.35%之间，平均去除率为89.87%。

由正交实验结果可知，影响气提反应器出水SS浓度的主次顺序为SRT＞QL＞HRT，即泥龄是主要影响因素，其次是曝气量，影响最小的是水力停留时间。

4、气提式内循环反应器的脱氮除磷能力高于一般生物处理工艺。

反应器TN、TP进水幅度分别为58.03-73.54mg/L与5.34-19.19mg/L，平均TN去除率达55.61%，高于一般生物处理工艺的20%-40%，平均TP去除率为57.72%，高于一般生物处理工艺的15%-20%。

5、试验通过人为添加蔗糖的方法考察气提反应器抗水质冲击负荷能力，结果表明，在气提反应器COD平均进水浓度为707.56mg/L的情况下，出水COD浓度保持在77.28-128.65mg/L，平均出水浓度为93.92mg/L，COD去除率保持在84.95-89.66%，平均去除率为86.11%。

可见，即使进水COD浓度出现较大幅度的增加，气提反应器对COD依然保持着较高的去除率。

6、气提式内循环反应器SV与SVI平均值分别为15%、93，试验还发现，SV曲线与SVI曲线有相似的变化趋势，随着时间的推移愈加明显，表明气提反应器活性污泥的稳定也得到加强。

关键词：

气提式内循环反应器；

生活污水；

正交实验；

污泥特性

Abstract

Internal-loopair-liftbioreactorisanewaerobicbiotreatmentreactorbasedontraditionalbio-fluidizedbed,whichabsorbeddisorderlyfluidizationfromchemicalmanipulationwiththecharacterofhighsludgeload,stronganti-shockloadingcapabilityandcompactstructure.Thispapersummarizedtheoperationalprincipleoftheinternal-loopair-liftbioreactoranditsprogressathomeandabroad.Experimentappliedinternal-loopair-liftbioreactortreatingdomesticsewage,andtheresultsrevealedtheoptimalconditionbytheorthogonalmethod.WealsoanalyzedtheremovalefficienciesofCOD、NH4+-N、SS、TNandTPandstudiedtheanti-shockloadingcapabilityandsludgecharacteristicsoftheinternal-loopair-liftbioreactor.

Theresultsofexperimentshowedthat:

1.Theorthogonalexperimentalresultsrevealedtheoptimalconditions:

theHRTwas10h,theQLwas0.55m3/handtheSRTwas5d.TheresultofexperimentunderthoseconditionsshowsthattheaverageremovalrateofCOD,NH4+-NandSSwere90.17%,91.45%and91.85%respectivelywhichisqualifiedonthesecondclassbyDischargestandardofpollutantsformunicipalwastewatertreatmentplant（GB18918-2002）.

2.ThemaximumandminimuminfluentconcentrationofCODwere229.71mg/Land595.69mg/Lwiththeaverageof375.71mg/L.TheCODremovalratewasbetween64.24%and94.43%withtheaverageof81.24%andtheCODeffluentconcentrationwasbetween33.16mg/Land96.17mg/Lwiththeaverageof63.24mg/L.Resultsshowedthattheinternal-loopair-liftbioreactorhastheaveragesludgeloadof1.05kgCOD/（kgMLSS·

d）,whichishigherthanthetraditionalbiotreatmentreactor.

3.TheSSremovalratewasbetween87.72%and93.35%withtheaverageof89.87%.ItrevealedbyorthogonalexperimentalresultsthatthesequenceoftheeffectoftheparameterstoSSremovalratewasSRT>

QL>

HRT,thatistosaytheSRTwasthedominantparameter,QLwassecondaryandHRTaffectedleast.

4.Theinternal-loopair-liftbioreactorhadhighercapabilityofnitrogenandphosphorusremovalthanthetraditionalbiotreatmentbioreactor.TheTNinfluentconcentrationwasbetween58.03mg/Land73.54mg/Lwiththeaverageremovalrateof55.61%whichwashigherthanthetraditionalbiotreatmentbioreactor（20%-40%）.TheTPinfluentconcentrationwasbetween5.34mg/Land19.19mg/Lwiththeaverageremovalrateof57.72%whichwasalsohigherthanthetraditionalbiotreatmentbioreactor（15%-20%）.

5.Anti-shockloadingcapabilitywasstudiedbyaddingsucrose,andtheresultrevealedthattheCODeffluentconcentrationwasbetween77.28mg/Land128.65mg/LwhiletheaverageCODinfluentconcentrationwas707.56mg/L,andtheCODremovalratewasbetween84.85%and89.66%withtheaverageof86.11%.Theresultalsoshowedthattheinternal-loopair-liftbioreactorremainedhighCODremovalrateinspiteoftheincreaseoftheCODinfluentconcentration.

6.TheaverageofSVandSVIwere15%and93respectively.TheexperimentalresultrevealedthattheSVcurveandtheSVIcurvehadthesimilartrend,andwiththetimegoing,thisphenomenonwasmoreobviouswhichindicatedthatthestabilityofactivatedsludgewasenhanced.

Keywords：

internal-loopair-liftbioreactor;

domesticsewage;

orthogonalexperiment;

sludgecharacteristics

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1我国水资源及其利用现状

水是地球上分布最广的物质，是人类最宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存不可缺少的基本物质，也是人类生产和生活以及社会可持续发展的物质基础。

从广义水资源言，全球水资源总量约为13.86×

108km3，分别以固态、液态、气态形式分布在地球表面和大气圈、岩石圈和生物圈中，覆