“ABR+电解”工艺处理生活污水的试验及能耗研究

【摘要】：污水处理厂基本上采用了好氧工艺,它们普遍具有能耗高、污泥产量大、构筑物多、投资大等缺点。基于这些问题,环保科学家们一直致力于寻找低耗高效的替代工艺,虽然近年来采用了AB、A_2O、SBR、曝气生物滤池等工艺具,但它们并不能解决其中能耗最大的曝气问题,而以厌氧生物处理为核心的污水处理工艺能够从根本上解决这个问题。 高效厌氧反应器ABR处理生活污水出水氨氮浓度过高,采用电解法降解ABR出水氨氮。通过试验研究及具体的能耗分析,我们可以清楚地了解这种工艺可行与否。研究结果如下: 1.ABR处理生活污水具有很好的处理效果,在HRT大于等于5h的情况下,COD去除率平均达到了85%左右,去除效果良好。 2.试验过程中的产气率有很大的变化,在HRT为16～5h时,甲烷的产率在0.301LCH_4/gCOD_(remove)～0.169 LCH_4/gCOD_(remove)之间。 3.厌氧生物处理生活污水时,水质没有出现过于酸化的情况,生活污水中的碱度能够充分满足厌氧生物处理的需要。 4.厌氧生物处理生活污水产生的沼气能够产生巨大的经济效益,每处理1方水可回收能量0.0823～0.147kw.h的电能。 5.电解作为厌氧生物处理生活污水的后处理工艺耗能巨大,以至于完全抵消厌氧生物处理工艺的节能效果。在氯化钠投加量为5g/L,电流为2A的条件下,总净耗能为46.8kw·h/kgNH_4~+-N(0.864kw·h/m~3污水)。 【关键词】：生活污水 ABR BPBC 能耗
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 1 绪论8-20
• 1.1 生活污水的治理状况8-9
• 1.2 目前生活污水处理能耗状况9-10
• 1.3 生活污水生物处理的低耗高效研究10-14
• 1.3.1 对已建的生活污水处理厂进行改进10-11
• 1.3.2 对待建生活污水处理厂采用高效低耗的好氧工艺11-13
• 1.3.3 开发以厌氧生物处理为核心的生活污水处理新工艺13-14
• 1.4 生活污水的厌氧生物处理14-17
• 1.4.1 厌氧反应器的发展14-15
• 1.4.2 厌氧生物处理生活污水研究状况15-17
• 1.4.3 厌氧生物处理城镇生活污水的优越性17
• 1.4.4 厌氧生物处理生活污水存在的问题17
• 1.5 课题提出的背景及研究内容与意义17-20
• 1.5.1 课题提出的背景18-19
• 1.5.2 课题研究的主要内容19
• 1.5.3 课题研究的意义19-20
• 2 高效厌氧生物处理工艺的能耗分布20-27
• 2.1 能量评价的几个概念20
• 2.2 厌氧生物处理的能量平衡20-21
• 2.3 厌氧生物处理的原理21-22
• 2.4 厌氧生物处理的能量流动22-23
• 2.5 厌氧生物处理过程能量分配23-24
• 2.6 几个典型的生活污水厌氧生物处理系统24-27
• 2.6.1 Bucaramanga的城镇污水厌氧生物处理系统24-25
• 2.6.2 印度Kanpur的城镇污水厌氧生物处理系统25-26
• 2.6.3 印度Mirzapur城镇污水处理系统26-27
• 3 ABR处理生活污水实验研究及能耗分析27-35
• 3.1 试验准备27-29
• 3.1.1 试验装置27
• 3.1.2 试验水质及配水27-28
• 3.1.3 试验分析项目及方法28
• 3.1.4 试验目的28-29
• 3.2 ABR的启动29
• 3.3 ABR的运行特征29-33
• 3.3.1 水力停留时间对去除率的影响29-30
• 3.3.2 容积负荷对COD的影响30-31
• 3.3.3 HABR处理生活污水的产气特性31-33
• 3.4 ABR试验能耗分析33
• 3.5 小结33-35
• 4 电解去除ABR出水中氨氮的试验研究及能耗分析35-53
• 4.1 电化学氧化氨氮的原理35-36
• 4.2 电解电极的选择36-37
• 4.3 实验装置37
• 4.4 氨氮电解试验研究37-41
• 4.4.1 氯化钠加入量的影响37-39
• 4.4.2 电流密度的影响39
• 4.4.3 pH值的影响39-40
• 4.4.4 初始进液浓度的影响40-41
• 4.5 电解过程中的能耗41-48
• 4.5.1 氯化钠加入量对能耗的影响43-44
• 4.5.2 电流密度对能耗的影响44-45
• 4.5.3 pH值对能耗的影响45-46
• 4.5.4 初始进液浓度对能耗的影响46
• 4.5.5 惰性填料对能耗的影响46-48
• 4.6 电解处理氨氮的动力学分析48-50
• 4.6.1 氨氮降解动力学分析48-49
• 4.6.2 不同氨氮浓度降解动力学模拟49-50
• 4.7 电解氧化氨氮能耗分析50-51
• 4.8 电解过程中的能耗与能量回收51-52
• 4.9 小结52-53
• 5 ABR+电解处理工艺能耗分析和节能措施53-57
• 5.1 其他的物化后处理工艺能耗分析53-54
• 5.1.1 离子交换+电解工艺53-54
• 5.1.2 离子交换+吹脱工艺54
• 5.2 几种工艺能耗比较54
• 5.3 能源回收与节能利用54-56
• 5.3.1 沼气利用55-56
• 5.3.2 氢气利用56
• 5.4 小结56-57
• 6 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62

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