一體式A-O反應器處理高濃度有機廢水的研究.pdf

1、污水處理一體化裝置具有投資省、占地少、能耗低、處理效果好、管理簡便等優(yōu)點，是一種適合我國國情的污水處理新方向。升流式厭氧污泥床（UASB）和膜生物反應器（MBR）都是高效污水處理反應器，本研究將兩者結合起來，自行研制開發(fā)新型的一體式A/O反應器，該處理系統(tǒng)設備簡單、效率高，其出水各項指標，可完全滿足生活雜用水水質(zhì)標準，是一項具有廣闊應用前景的污水處理技術。本文對一體式A/O反應器的啟動、運行特性、微生物特性進行了深入的研究，并在運行數(shù)據(jù)

2、的基礎上，建立優(yōu)化調(diào)控模型。主要研究結果如下：
　　將高效升流式厭氧污泥床（UASB）反應器和膜生物反應器（MBR）組合成一體式A/O反應器，以高濃度有機廢水為底物，在有機廢水處理的基礎上進行氮和磷的去除。研究證明，在系統(tǒng)有機負荷達到40kgCOD/m3·d，COD的去除率可達97％，該反應器具有很強的穩(wěn)定性。
　　由于自行研發(fā)一體式A/O反應器中的厭氧段采用了UASB，本試驗對反應器的啟動進行了探討。啟動試驗表明，采用出水

3、回流的方法（即增加外循環(huán)）有利于反應器的啟動，本試驗出水回流量為40%，高有機負荷也明顯加快了反應器的啟動。
　　在一體式A/O反應器處理高濃度有機廢水的連續(xù)流試驗中得到，COD平均去除率大于97.8%，TN的平均去除率達62.73%，NH3-N的去除率達99%。研究證明，反應器具有很強的抗沖擊負荷能力，最大有機負荷達到48.78kgCOD/(m3·d)，該工藝具有很高的處理效率和很強的穩(wěn)定性，無論是UASB段還是MBR段，在較高

4、負荷下都能夠正常的運行，總水力停留時間僅為7.4h，穩(wěn)定而高效。
　　厭氧反應器在運行的時候，會產(chǎn)生一些刺激性的有害的臭氣物質(zhì)。由于去除硫化氫的適宜工藝運行條件：溫度30℃，pH值為6.5～9范圍內(nèi)，最佳溶解氧值可以通過溶解氧（DO）和硫化物負荷（Fv）來確定，這些條件在一體式A/O反應器正常運行時就可以具備，無需特別控制。當進水中硫酸鹽濃度不超過125mg/L，經(jīng)反應器處理后的氣體中H2S濃度不超過10mg/m3，符合我國工業(yè)企

5、業(yè)設計衛(wèi)生標準[10mg/m3，TJ36279]。
　　在反應器連續(xù)運行的研究過程中，總結了根據(jù)實驗現(xiàn)象及監(jiān)測數(shù)據(jù)快速判斷系統(tǒng)正常與否，并采取措施盡快恢復其正常運行。對于UASB反應器酸化，采用同時增加堿度和降低負荷的方式，連續(xù)調(diào)控，8天之后得到恢復。對于MBR污泥膨脹采用投加三氯化鐵殺滅絲狀菌以及提高負荷，加大曝氣量，使溶解氧不低于4mg/L，膨脹得到有效控制。這一研究結果對反應器的實際工程應用有指導意義。
　　通過微生物

6、試驗發(fā)現(xiàn)，啟動前后顆粒污泥中的產(chǎn)甲烷菌的活性提高，顆粒污泥一些理化性質(zhì)，如粒徑，都有較大的改變。采用單鏈構象多態(tài)性（SSCP）技術對一體式A/O反應器中的微生物群落組成進行分析，了解微生物群落結構與反應器處理效能的關系。MBR除具有本身好氧微生物特性，還發(fā)現(xiàn)了脫氮硫桿菌這一兼性厭氧菌，使得反應器微生物種群更豐富、生態(tài)結構更合理，也給一體式A/O反應器具備除臭功能給予理論上的證明。
　　以產(chǎn)甲烷過程和好氧生物降解過程的多因子量化調(diào)控

7、一體式A/O反應器的運行，選取UASB和MBR的主要影響因子，采用帶動量項和自適應學習率的優(yōu)化改進BP算法，建立了結構為4-3-1的BP網(wǎng)絡模型，網(wǎng)絡泛化能力和預測結果良好。利用分離權值法，對反應器主要影響因子進行排序，得出UASB各輸入?yún)?shù)在訓練數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的相對重要性為pH>進水COD>HRT>堿度。
　　上述研究表明，本文提出的一體式A/O反應器處理工藝將有機廢水的生物處理技術和臭氣生物去除技術結合在一起，既強化了厭氧和好氧處