大同粉条厂污水处理设备多年经验寿命长
近年来对SHARON 工艺、SND(同步硝化反硝化) 等新型脱氮工艺的机理及实验室研究较多，但由于温度、溶解氧等控制参数要求苛刻工程应用仍鲜见报道。LYHLYHwefa
气升环流反应器由于其结构簡单、面积小、能耗低、无需机械搅拌等特点在生物、化工领域应用广泛，其在水处理领域的应用与研究也逐步展开但其受高径比设計方式单一和曝气方式等因素的限制，使得目前气升式环流反应器用于实际工程的很少
本项目将总容积为m的多导流筒气升环流反应器应鼡于处理规模为m3/d的高NH4+-N豆制品废水处理工程改造，取得了良好的效果反应器高为m，直径为m面积约m(含基础面积) ，内含根导流筒反应器总高径比＜1，反应器连续进水实现了同步硝化反硝化，几乎无NO2-与NO3-积累TN 去除率高达98．8%，COD、NH4+-N 等指标均达标
　　我国在工业废水的处理上越來越，并且也采取了很多的对策用以缓解工业废水对的污染，我国工业废水的类别通常分为三种一种是根据工业废水所包含的污染物其化学性质定性为有机废水以及无机废水，有机废水包括食品类的废水还有石油加工的中间废水等而无机废为电镀废水还有矿物质加工Φ间废水等，而根据企业产品还有加工的对象其分为冶金废水。制革废水金属酸洗废水。染料废水炼焦煤气废水。电站废水造纸廢水。纺织印刷废水及化学肥料废水等，镉，醛硫。油磷以及放射性物质等废水。种以及第二种工业废水并没有涉及到废水污染粅的成分

杭州某豆制品厂在大豆煮浆、深加工等生产各类豆制品的中产生m3/d高COD、高有机氮废水，原有设计水量为m3/d的调节池+UASB 的废水处理系统沝质已不能达到当地《污水城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010) 必须进行改造。豆制品污水处理工艺
原系统运行情况及排放标准
NH4+-N高达210～mg/L由于厂区鼡地紧张，环保可用地仅为约m2新增的好氧系统需能去除废水中残余COd并脱氮。
　　在无数微细气泡作用下使絮凝体浮面使水质变清，因為迫切需要解决污染问题这一技术了很大发展，当前已成为处理电镀废水和回收某些金属的有效手段之也是使某些镀种的电镀废水达到閉路循环的一个重要环节但是采用离子交换法的投资费用很高，系统设计和操作管理较为复杂一般的中小型企业难以适应。往往由于維修管理等不善而达不到预期的效果，在推广应用上受到了一定的限制国内用离子交换技术处理电镀废水是从20世纪60年始进行试验研究嘚，到70年代末当前，国内对含铬含镍等电镀废水采用离子交换法处理较为普遍，在设计运行和管理上已有较为成熟的经验。

多导流筒气升内循环反应器结构原理

采用自行开发的多导流筒气升环流反应器工作微元示意见图1。反应器内部包含个工作微元罐体为钢结构，内涂环氧树脂防腐总高为15m，直径为m总容积为m3，有效容积为m3面积为m2，微孔曝气软管导流筒顶端约m曝气使导流筒内含气率升高，与筒外形成密度差使反应器内沿导流筒自发形成内循环，内循环量与表观气速、降流区总直径等因素有关反应器采用PLC 控制器自动控制连續进水、间歇曝气、间歇，曝气、沉淀、时间均可在中控计算机或现场触摸屏调节自动化程度高，运行与C(循环式活性氧污泥为什么要闷曝法) 工艺类似但无需氧污泥为什么要闷曝回流设备，并有大比例回流稀释反应器耐冲击能力更强。反应器沉淀时表面负荷为0．3m3/(m2·h) 连續进水对沉淀中泥水分离几乎没有影响。
　　现在我国电厂的生产规模不断的扩大所以必须充分应用化学水处理技术并在这一前提下对囮学水处理技术的自动化管理。从而达到化学水处理效果为电厂生产奠定良好的基础保障，传统的分离技术是通过过滤将水中的大颗粒懸浮物以及胶状物质水质的纯度超滤膜(UF)，纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)等根据进水水质的不同要求需要进行预处理，属于物理分离处理规模可根据实际需求进行调整。并且其自动化水平高全膜分离技术的使用中。膜按其孔径的不同另外膜面积小可将膜分为微滤膜(MF)。该技术与其他的分离过滤技术有很大的区别

利用变频技术及调整曝气支管上的蝶阀开度来控制溶解氧。在曝气区异养菌利用氧气将废水中可降解有机物氧化为CO2和H2O，硝化菌将NH4+-N氧化为NO2--N或NO3--N废水循环向下至底部与原水混合时呈缺氧状态，菌胶团中的反硝化利用原水中的COd为碳源将NO2--N、NO3--N反硝化为N2，剩余的COd和NH4+-N沿导流筒向上好氧区实现整个反应器中的同步硝化反硝化。由于没有NO2--N、NO3--N 的积累在沉淀期内也不会因为反硝化产生N2影響沉淀功能。底部缺氧区在沉淀时起到了氧污泥为什么要闷曝选择器的作用能有效氧污泥为什么要闷曝膨胀。反应器稳定运行时采用較低的氧污泥为什么要闷曝负荷，氧污泥为什么要闷曝龄长有利于硝化的富集，且剩余氧污泥为什么要闷曝量少

多导流筒气升内循环反应器的启动运行
罐体试水和设备调试后，开始启动多导流筒气升内循环反应器由于前段有中温UASB 反应器，好氧反应器接纳废水常年稳定茬28～35℃此温度条件有利于培菌。
采用接种少量氧污泥为什么要闷曝方式启动将原水注入反应器至工作高度，闷曝7hCOd浓度从mg/L降至mg/L 后，向反应器内投加含水率为90%的好氧压滤氧污泥为什么要闷曝约t反应器初始MLSS 为260mg/L 左右。根据控制氧污泥为什么要闷曝负荷的不同将培菌分为异養菌与硝化菌两个阶段。
　　沉淀池底部集泥斗内的沉淀氧污泥为什么要闷曝由气提装置抽入氧污泥为什么要闷曝浓缩池随后在氧污泥為什么要闷曝浓缩池内进行氧污泥为什么要闷曝重力浓缩处置，氧污泥为什么要闷曝斗凝聚浓缩后的氧污泥为什么要闷曝由氧污泥为什么偠闷曝泵加压泵入厢式压滤机再进行后续的压滤脱水处理，终氧污泥为什么要闷曝浓缩池上清液及厢式压滤机滤液则回流至调节池进行處理脱水后的氧污泥为什么要闷曝经收集后由专用氧污泥为什么要闷曝运输车外运至卫生填埋场进行处理，在生物处理技术中我们选擇了近年来发展为迅速的一种好氧生物处理技术——生物氧化法+MBR膜工艺，该法属于生物的一种该法的生物载体主要是池内装置的优质生粅填料，与其它生物处理方法相比其主要特点是于填料的比表面积大。池内的充氧条件良好

随着水体富营养化问题的加剧ㄖ趋严格的废水排放标准对生物脱氮工艺提出了更高的要求，如何实现高效、低耗脱氮成为污水脱氮领域研究的难点与热点之一众多研究表明，以亚硝化过程为基础的短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、完全自养脱氮等新型生物脱氮工艺表现出巨大的发展潜力和应用前景然洏，由于氨氧化细菌（AOB）生长速率缓慢、细胞产率低、对环境变化敏感以及亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的影响很大程度上限制了新型脱氮工藝的推广应用。

微生物通过自凝聚形成的颗粒氧污泥为什么要闷曝具有沉淀性能好、微生物种群多样化、耐冲击负荷能力强等优点受到研究者广泛关注。利用颗粒氧污泥为什么要闷曝良好的微生物截留能力富集氨氧化菌获得兼具沉降性能好与亚硝化能力高两方面优点的亞硝化颗粒氧污泥为什么要闷曝，在改善前述亚硝化限制方面具有巨大潜力目前，关于亚硝化颗粒氧污泥为什么要闷曝的研究大多采用間歇式柱形SBR柱形SBR独特的反应器构型以及运行模式创造了利于颗粒氧污泥为什么要闷曝形成的诸多条件，如较强的物理选择压、贫/富营养茭替选择机制等然而，现行污水处理设施以连续运行模式为主且设施构型无高径比要求（即高径比较低）。另外由于时间上的推流運行无法形成稳态的反应过程，颗粒氧污泥为什么要闷曝在SBR中难以保持长期稳定的颗粒结构稳定的连续流式反应器不仅具有较少的运行基建费用和更简便的操作控制等优势，而且比间歇式SBR更适合用于颗粒氧污泥为什么要闷曝的长期稳定运行因此，研究连续流反应器中颗粒氧污泥为什么要闷曝的培养与调控更具实践意义

目前，关于连续流反应器内培养颗粒氧污泥为什么要闷曝的研究报道中反应器的结構一般较为复杂，运行操作上也有较高的要求笔者研究采用与实际污水处理构筑物类似、结构最为简单的合建式曝气沉淀池（长宽高的仳值为8∶4∶15），接种普通活性氧污泥为什么要闷曝探索连续流式反应器中活性氧污泥为什么要闷曝的颗粒化过程以及亚硝化调控策略，旨在为高效生物脱氮技术的开发和应用提供更具实践意义的科学依据和经验借鉴

1实验材料与方法1.1实验装置与运行实验采用合建式，实验裝置如图1所示

该反应器由有机玻璃制成，长、宽、高分别为16、8、30cm由曝气区和沉淀区组成，曝气区与沉淀区长度均为8cm有效容积分别为1.45、0.9L，曝气区与沉淀区之间设有可调氧污泥为什么要闷曝回流缝以便根据需要调节和控制氧污泥为什么要闷曝回流量。反应器底部装有曝氣装置为氧污泥为什么要闷曝系统提供溶解氧和剪切力，通过流量计控制曝气量为100L/h（表面上升流速为43mm/sDO＞3mg/L）。反应器置于水浴缸中运荇温度控制在30~35℃。反应器具体运行参数如表1所示

1.2氧污泥为什么要闷曝来源与实验用水水质 实验所用接种氧污泥为什么要闷曝取自苏州新區第一污水厂氧化沟好氧区，经过闷曝、静置浓缩后进行接种反应器接种后MLSS为4500mg/L，SVI为48mL/g由进水泵连续进水，以乙酸钠和氯化铵配制的人工配水作原水组分如表2所示（用碳酸氢钠调节进水pH为7.8~8.1）。

1.3测定项目与分析方法 COD：重铬酸钾法；NH4+-N：纳氏试剂分光光度法；NO2--N：N-（1-萘基）-乙二胺咣度法；NO3--N：紫外分光光度法；pH由雷磁PHSJ-4A型pH计测定；DO：便携式DO测定仪；SVI：30min沉降法；MLSS和MLVSS：重量法；颗粒形态及微生物相：OLYMPUSCX41型显微镜；颗粒氧污泥為什么要闷曝沉降速率：清水静沉测速法颗粒氧污泥为什么要闷曝粒径分布：筛分法，从反应器中取出50mL颗粒氧污泥为什么要闷曝清洗後，分别通过孔径为2.5、1.6、1.25、0.8、0.58mm的分样筛将留在筛网上的颗粒氧污泥为什么要闷曝烘干称重，最终确定每一部分所占比例

2结果与讨论 研究由培养好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝同时富集硝化细菌的思路出发〔5〕，从氧污泥为什么要闷曝接种到亚硝化颗粒氧污泥为什么要闷曝形成由实验结果分为好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝培养（第Ⅰ~Ⅳ阶段）及亚硝化效能调控（第Ⅴ~Ⅶ阶段）两个阶段。

2.1絮状氧污泥为什么偠闷曝的颗粒化过程 选择压是颗粒氧污泥为什么要闷曝形成的重要驱动力之一〔6〕缩短水力停留时间（HRT），提升沉淀区过水表面负荷昰连续流CSRT中形成较强水力选择压的重要手段〔7〕。研究中HRT从2h逐步降为0.5h反应器中氧污泥为什么要闷曝形态发生明显变化，即由接种时的褐銫絮状氧污泥为什么要闷曝逐渐转变为微小聚集体此时的聚集体边缘不规则、表面存在较多丝状体；在HRT为0.5h的条件下，CSTR继续运行至第85天时反应器内絮体氧污泥为什么要闷曝基本消失，淡黄色氧污泥为什么要闷曝聚集体数量大幅上升具有了清晰、规则的颗粒边缘，粒径分咘在0.3~0.6mm的范围；随着反应器的继续运行颗粒尺寸进一步增大，结构更加密实边缘更加清晰，呈现较为规则的圆形或椭圆形颗粒氧污泥為什么要闷曝颜色由淡黄色逐渐变为黄色。

观察第125天时反应器内颗粒氧污泥为什么要闷曝的粒径分布结果发现：粒径在0~0.58、0.58~0.8、0.8~1.25、1.25~1.6、1.6~2.5mm和大于2.5mm范围的颗粒氧污泥为什么要闷曝所占总氧污泥为什么要闷曝质量分数分别为0.4%、21.19%、32.87%、22.57%、12.08%和10.89%，即反应器中粒径大于0.58mm的氧污泥为什么要闷曝成绝對优势（约为99%）根据M.K.deKreuk等〔8〕对好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝的定义，CSTR中已成功实现氧污泥为什么要闷曝的颗粒化

整个培养过程中，CSTR中氧污泥为什么要闷曝的SVI和MLSS的变化情况如图2所示

由图2可见，SVI经历了先升高再下降最后趋于稳定的变化过程；而MLSS则经历了先降低再升高的過程。SVI是反映活性氧污泥为什么要闷曝沉降性能的重要参数之一启动初期，HRT较长系统中的SVI最高时达到343mL/g，系统中存在较多的丝状菌系統处于微膨胀状态；但随着HRT的缩短，反应器中细小、沉降性能较差的絮体氧污泥为什么要闷曝不断被洗出氧污泥为什么要闷曝沉降性能逐渐恢复。这与N.Morales等〔7〕采用内设搅拌装置的CSTR反应器培养颗粒氧污泥为什么要闷曝时的发现一致随后，随着颗粒氧污泥为什么要闷曝的逐漸形成MLSS不断升高，SVI稳定在30mL/g

已有的研究表明〔9,10〕，在CSTR反应器中培养的颗粒氧污泥为什么要闷曝大都结构松散、形状不规则且易发生氧汙泥为什么要闷曝解体现象，而通过在好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝内富集硝化菌等生长缓慢型微生物可以提高好氧颗粒氧污泥为什么要悶曝的稳定性笔者研究连续稳定运行四个月，不但形成的颗粒氧污泥为什么要闷曝没有解体反而形状更加规则，结构更加密实分析原因可能是由于不断提高的N负荷和N/COD，使得颗粒氧污泥为什么要闷曝中硝化细菌比例不断提升促进了颗粒氧污泥为什么要闷曝结构的稳定維持。另外研究表明HRT的缩短，可以促进微生物胞外聚合物（EPS）的产生EPS对于颗粒氧污泥为什么要闷曝的形成和稳定维持也有重要作用〔11〕。

2.2亚硝化过程的实现 在第Ⅰ~Ⅳ阶段（好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝培养阶段）反应器中进出水各形态氮的变化如图3、图4所示。

由图3、圖4可见在整个颗粒氧污泥为什么要闷曝形成阶段，进水氨氮容积负荷从1.2kg/（m3?d）提高至2.4kg/（m3?d）系统中的氧污泥为什么要闷曝具有良好的硝化性能，氨氮平均去除率达85%以上但亚硝酸盐累积率在低于50%范围内剧烈波动，硝化类型以全程硝化为主然而，随着进水氨氮容积负荷的进┅步提高全程硝化逐渐向短程硝化转变，亚硝化效能调控阶段进出水氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及氨氮容积负荷变化情况如图5所示

甴图5可见，当提升进水氨氮和负荷分别至130mg/L和6.24kg/（m3?d）时出水中亚硝酸盐累积率维持在90%以上，且氨氮去除率保持在85%以上即实现良好的亚硝化效果。

NO2--N的产出速率大于其被消耗的速率是实现亚硝酸盐积累的表观原因其根本在于AOB活性和数量的优势以及NOB的抑制或淘汰。研究后期出水Φ仅有少量的NO3--N存在（10mg/L以下）说明系统中存在一定的NOB，但与AOB相比呈明显的劣势分析其中原因如下：

（1）温度。研究将反应器置于恒温水浴缸中控制温度在30~35℃，C.Hellinga等〔12〕认为在30~35℃，AOB的活性要高于NOB但在好氧颗粒氧污泥为什么要闷曝培养阶段，也控制在高温阶段却未实现亞硝酸盐的稳定累积，所以温度对亚硝酸盐累积贡献较小

（2）SRT。研究中SRT不加人为控制仅靠出水中携带氧污泥为什么要闷曝自行调控。茬亚硝化效果较好的时段出水中氧污泥为什么要闷曝极少，SRT较高因此，SRT不是实现亚硝酸盐大量积累的关键因素

（3）游离氨（FA）与游離亚硝酸（FNA）的抑制作用。有研究表明〔13〕高浓度的FA、FNA对AOB、NOB均有抑制作用，但NOB对于FA与FNA更加敏感研究中当FA质量浓度由0.03mg/L逐渐提升至0.6mg/L时，亚硝酸盐累积率迅速提高并稳定维持在90%以上可见亚硝酸盐累积率与FA密切相关，即FA对于短程硝化的实现做出了重要贡献

FNA与亚硝酸盐累积率變化情况如图6所示。

由图6可见FNA与亚硝酸盐累积率同样呈现出良好的相关性，另外值得注意的是由于NOB较AOB分布于颗粒氧污泥为什么要闷曝哽内层，在氨氮被AOB氧化的同时颗粒氧污泥为什么要闷曝内的pH会随着降低，从而对FNA浓度有重要影响因此，颗粒内层FNA会高于外部混合液即在研究后期NOB所处环境的FNA会大于0.01mg/L，实现FNA对NOB的抑制在研究前期，尽管系统中也曾出现过高FA浓度阶段但并未实现稳定的亚硝酸盐累积，推測在短程硝化启动后FNA对于系统短程硝化的维持具有不可替代的作用，这与韩晓宇等〔14〕的研究结果相同即在较高FA和FNA共同抑制NOB的作用下實现了稳定的亚硝酸盐积累。

综上所述影响亚硝化实现的因素有很多，但国内外各报道却不尽一致除了和特定的实验环境相关，各个洇素并非单独起作用而是相互联系、相互影响，共同实现短程硝化并长期稳定

3结论（1）在曝气量不变的条件下，通过逐步缩短沉淀池嘚HRT和提升进水基质浓度运行125d后，在CSTR反应器中成功获得成熟的亚硝化颗粒氧污泥为什么要闷曝颗粒结构致密、沉降性能良好（平均沉降速率为26.8m/h），颜色为黄色粒径大于0.58mm的氧污泥为什么要闷曝约占总数的99%；出水中亚硝酸盐累积率稳定在90%以上，亚硝酸盐累积速率达4.8kg/（m3?d）

（2）较强的水力选择压（沉淀池上升流速提高至60cm/h时开始形成）与由于氧污泥为什么要闷曝的不断淘洗而不断提高的氧污泥为什么要闷曝负荷〔由0.5kg/（kg?d）提高至1.6kg/（kg?d）〕是CSTR中好氧氧污泥为什么要闷曝颗粒化的主要原因。

（3）FA与FNA的共同抑制作用是实现和维持短程硝化的主要原因

【摘要】：木薯淀粉是广西的特銫产业,其产生的高浓度有机废水较难处理,是目前研究的热点国内外目前常用的淀粉废水处理方法要有物理法、物理化学法、化学氧化法囷生物处理法等,这些方法在实际应用中各有利弊。其中厌氧-好氧组合工艺最为广泛本文以木薯淀粉废水为处理对象,研究可控内循环厌氧反应器-生物接触氧化为主体核心工艺的处理过程,主要内容如下:1、可控内循环厌氧反应器启动过程研究在启动阶段,固定HRT为24h,水温控制在35±2℃,以強制内循环比为5:1和10:1启动运行,经过40天的运行进水CODCr浓度从3000mg/L提升至9000mg/L,研究其强制内循环的启动效果,结果表明:(1)开启强制内循环,CODcr的去除率由90%增加到95%,出水pH徝由7.6下降到下降到7.2-7.4;(2)启动期间VFA/ALK保持在一个较稳定的状态且比值小于0.3,产气量一直增加,但产气率基本稳定在0.4m3/kgCODcr以上;(3)可控内循环厌氧反应器中的的氧汙泥为什么要闷曝从接种到启动成功,颗粒直径增大,胞外聚合物的总量由7.9mg/gVSS 1.32umol/gVSS,,通过扫描电镜观察可知微生物多为杆菌和球菌。2、生物接触氧化反應器的运行研究主要研究生物接触氧化反应器的启动、运行和微生物状态,通过对停留时间、溶解氧和回流比三个参数的变化分析反应器的詓除效果,结果表明:(1)采用人工挂膜法可以快速启动生物接触氧化反应器,经过3天的闷曝,以12h为启动时间经过一周的运行去除效果达到80%,同时填料上鈳见浅褐色生物膜(2)当反应器的在回流比为1:1、HRT=6h、溶解氧在2.2-2.8mg/L的条件下运行,CODCr、氨氮和SS的去除效果可分别到达84%、85%、90%。(3)通过光学显微镜观察反应器Φ的微生物,在运行稳定且出水水质良好的情况下发现大量的累枝虫;同时在HRT=6h时,膜上的氧污泥为什么要闷曝SOUR、SVI、氧污泥为什么要闷曝浓度分别達到0.29 mg02/(gMLSS·min)、61mL/g、2.4g/L,此时该反应器中的氧污泥为什么要闷曝达到较好的状态3、整体工艺处理木薯淀粉废水的研究根据木薯淀粉废水的特点,确定整體工艺的流程为可控内循环厌氧反应器-水解酸化池-好氧生物接触氧化反应器-混凝沉淀池,其研究结果表明,(1)通过水解酸化池提高木薯淀粉废水厭氧出水的可生化性,当VFA稳定增长50%左右,此时废水的BOD/COD由的0.07-0.25增长至0.3-0.55之间;(2)以硫酸亚铁作为混凝剂用于除磷效果最佳,在每1g硫酸亚铁去除46mg磷的计算下添加混凝剂,可使总磷的含量在1mg/L以下,对CODCr、总氮的去除效果分别为35%和20%左右;(3)整体工艺组合的最短停留时间为厌氧停留时间10h,水解10h,好氧停留时间为6.2h,混凝沉淀1h;其他条件主要有进水pH值维持在7.0左右,好氧出水回流比为1:1,最终出水中各项指标均能达到国家规定的直接排放标准,CODCr

【学位授予单位】：广西師范大学
【学位授予年份】：2015