SBR中颗粒-絮体混合污泥的特性实验及基质降解动力学分析

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活性污泥法处理技术是近几年来发展起来的,在污废水的处理过程中应用较多,与传统的活性污泥法相比较,对工业废水中的有机物、氨氮等一些难降解的物质都具有很大的优势,而且也能很好的处理生活污水。  本实验是在传统的 SBR(Sequencing Batch Reactor)反应器中架设网板,将活性污泥法和生物膜有机的结合起来,观察分析网板式 SBR反应器中对颗粒-絮体混合污泥形成的影响和稳定运行的过程,寻求最佳的工艺参数。为其广泛的应用于实践工程提供真实有效的数据资料。结果表明:  (1)实验分为两个阶段,实验的周期为6h,首先是实验的启动阶段,采用人工模拟的废水对接种的污泥进行驯化,驯化期为23d。在实验进行到23d时,反应器中的接种污泥逐渐驯化为颗粒-絮体混合污泥,COD的去除率上升到67%,氨氮的去除率达到63%,污泥浓度稳定在2500mg/L,污泥的30min沉降比22%,污泥的容积指数为93 mg/L。实验初步启动阶段成功;  (2)实验启动阶段结束后,实验进入到稳定运行阶段,将污泥的沉淀时间由最初的30min缩短至5min,考察在网板式 SBR反应器中颗粒-絮体混合污泥对污水的去污能力,COD的去除率最高达到91%,平均去除率在89%左右。氨氮的去除效果最高在84%,出水浓度为25mg/L。从污泥的物理性质来看,污泥浓度稳定在3500mg/L,污泥的沉降比下降到20%,污泥的容积指数为55ml/g。从以上的数据分析,可以看出,网板式 SBR反应器处理污废水的能力较稳定;  (3)在实验的基础上,对网板式 SBR反应器基质降解动力学进行分析,利用二次式与基质降解指数模型联立的方法,确定降解不同浓度的 COD的反应级数分别为0.2、0.4,以莫诺特方程为基本的数学模型,建立不同浓度的 COD降解动力学反应方程式。在高浓度时,降解过程的最大比降解速率为24.15d-1,低浓度时,最大比降解速率为15.5d-1,平均降解速率为19.85d-1,说明颗粒-絮体污泥与普通的活性污泥在处理生活污水的能力差异不大;通过实验数据建立方程并且得出反应器中的污泥龄为10d;  (4)根据不同浓度的 NH3-N进水,建立在网板式 SBR反应器中,颗粒-絮体污泥对 NH3-N降解的动力学反应方程式,降解过程符合一级反应动力学关系,高浓度时最大比降解速率为0.236 d-1,低浓度时最大比降解速率为0.27 d-1,平均降解速率为0.253 d-1;并且分析传统的生物脱氮过程,在不同的碳源浓度,温度以及溶解氧等因素的影响下建立硝化、反硝化动力学反应方程式。
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