气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究——毕业论文

气提式内循环反应器处理生活污水的试验研究——毕业论文

硕士研究生学位论文

新疆大学

论文题目(中文)：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)：Experimental Study on Domestic

Sewage Treatment by an Internal-loop

Air-lift Bioreactor

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、NH

4

+-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，

Q

L 0.55m3/h，SRT5d，该工况下气提反应器出水COD、NH

4

+-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》

（GB 18918-2002）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＞Q

L

＞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-loop air-lift bioreactor is a new aerobic biotreatment reactor based on traditional bio-fluidized bed, which absorbed disorderly fluidization from chemical manipulation with the character of high sludge load, strong anti-shock loading capability and compact structure. This paper summarized the operational principle of the internal-loop air-lift bioreactor and its progress at home and abroad. Experiment applied internal-loop air-lift bioreactor treating domestic sewage, and the results revealed the optimal condition by the orthogonal

+-N、SS、method. We also analyzed the removal efficiencies of COD、NH

4

TN and TP and studied the anti-shock loading capability and sludge characteristics of the internal-loop air-lift bioreactor.

The results of experiment showed that:

1. The orthogonal experimental results revealed the optimal conditions: the HRT was 10h,the Q

was 0.55m3/h and the SRT was 5d.The

L

result of experiment under those conditions shows that the average

+-N and SS were 90.17%,91.45% and 91.85% removal rate of COD, NH

4

respectively which is qualified on the second class by Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant(GB 18918-2002).

2. The maximum and minimum influent concentration of COD were 229.71mg/L and 595.69mg/L with the average of 375.71mg/L. The COD removal rate was between 64.24% and 94.43% with the average of 81.24% and the COD effluent concentration was between 3

3.16mg/L and 96.17mg/L with the average of 63.24mg/L. Results showed that the internal-loop air-lift bioreactor has the average sludge load of 1.05kgCOD/(kgMLSS·d), which is higher than the traditional biotreatment reactor.