ABR处理高浓度有机废水的特性及应用.docVIP

目录 1 绪论 3 1.1 厌氧发酵的基本理论 3 1.2 厌氧技术的发展沿革 4 1.3 ABR的理论及研究基础 5 1.3.1 微生态系统理论 5 1.3.2 复合流态的反应器(系统)理论 5 1.4 ABR的开发与研究现状 6 1.4.1 ABR的水力特性 7 1.4.2 ABR的启动 8 1.4.3 ABR中污泥的颗粒化 8 1.4.4 ABR处理各种浓度废水的研究现状 9 1.5 ABR的应用前景及研究意义 10 2 试验研究的目的、内容及方法 10 2.1 课题的提出 10 2.2 试验内容及方案的确定 11 2.2.1 试验基质 11 2.2.2 试验的主要研究内容 14 2.3 试验装置 14 2.4 化学分析项目 14 3 ABR的启动过程研究 15 3.1 接种污泥的选取 15 3.2 启动操作方案 16 3.2.1 启动方式 16 3.3 运行结果及分析 17 3.4 问题讨论及建议 19 3.4.1 关于启动期水力负荷的分析 19 3.4.2 关于启动期产酸菌优势增长的讨论 19 3.4.3 对启动期操作控制的建议 20 3.5 本章小结 21 4 ABR的降解特性研究 21 4.1 COD降解规律 21 4.1.1 COD去除率与COD容积负荷的关系 21 4.1.2 COD去除率与HRT的关系 22 4.1.3 沿程COD去除规律 23 4.2 产气特性 24 4.3 ABR系统的VFA, pH 27 4.4 问题讨论及建议 28 4.4.1 关于ABR出水挥发酸较高的分析 28 4.4.2 系统的稳定性分析 30 4.5 本章小结 30 5 A BR对浓度冲击的适应及恢复 31 5.1 试验安排 31 5.2 第一次冲击试验结果及分析 32 5.3 第二次冲击试验结果及分析 33 5.4 本章 35 6 ABR的污泥特性 35 6.1 系统启动驯化阶段污泥特征 36 6.1.1 污泥性状描述 36 6.1.2 VSS/SS的演变 36 6.1.3 污泥沉降性能 37 6.2 系统稳定运行阶段污泥特征 38 6.3 系统不同阶段的污泥活性 40 6.4 VSS/SS、产甲烷活性及「420之间的对比关系 42 6.5 本章小结 42 7 ABR的运行及控制 42 7.1 水力及产气的联合搅拌作用 43 7.2 出水回流的影晌 44 7.3 关于污泥回流及排泥的分析 44 7.3.1 污泥回流 44 7.3.2 排泥 45 7.4 监控指标 45 7.5 程应用中的一个问题 46 8 结论与建议 47 8.1 主要结论 47 8.2 建议 48 致谢………………………………………………………………………………………………..49 参考文献…………………………………………………………………………………………..50 绪论 厌氧发酵的基本理论 有机物厌氧消化产甲烷过程是一个非常复杂的由多种微生物共同作用的生化过程。1930 年Buswell和Neave肯定了Thumm和Reichie(1914)与Imhof(1916)的看法，将有机物厌氧消 化过程分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段。 在第一阶段，复杂的有机物，如糖类、脂类和蛋白质等，在产酸菌(厌氧和兼性厌氧菌) 的作用下被分解成低分子的中间产物，主要是一些低分子有机酸，如乙酸、丙酸、丁酸等， 以及醇类，如乙醇等，并有氢、二氧化碳、NH4十和H2S等产生。因为该阶段中，有大量的脂 肪酸产生，使发酵液的pH不断升高。所以，此阶段被称为酸性发酵阶段，或称产酸阶段。 在第二阶段，产甲烷菌(专性厌氧菌)将第一阶段产生的中间产物继续分解成甲烷和二 氧化碳等。由于有机酸在第二阶段的不断被转化为甲烷和二氧化碳，同时系统中有NH4十的 存在，是发酵液的pH不断升高。所以，此阶段被称为碱性发酵阶段，或称产甲烷阶段。 随着厌氧微生物学研究的不断进展，人们对厌氧消化的生物学过程和生化过程认识不断 深化，厌氧消化理论不断得到发展。 1979年，M.P.Bryant等提出了厌氧消化的三阶段理论，如图1.1所示。 这是目前最为认可的理论模式。三阶段理论认为产甲烷菌不能利用除乙酸，H2/CO:和甲醇等以外的有机酸和醇类，长链脂房酸和醇类必须经过产氢产乙酸菌转化为乙酸、H:和C02后，才能被产甲烷菌利用。三阶段包括: 第一阶段为水解发酵阶段。在该阶段，复杂的有机物在厌氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成简单的有机物，如纤维素经水解转化成较简单的糖类;蛋白质转化成较简单的氨基酸脂类转化成脂肪酸和甘油等。继而这些简单的有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类等。参与这个阶段的水解发酵菌主要是厌氧菌和兼性厌氧菌。