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1、华中科技大学 硕士学位论文 EGSB反应器处理花生四烯酸生产废水研究 姓名：梁贤金 申请学位级别：硕士 专业：市政工程 指导教师：陶涛 20090601 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I 摘 要 膨胀颗粒污泥床(Expended Granular Sludge Blanket,简称EGSB)是近 10 年发展 起来的新型高效厌氧反应器。它的运行成本低、处理效率高，是一种具有广阔应 用前景的废水处理技术，但是我国目前实际工程应用相对较少,尤其是在医药废水 处理上应用较少。 本次研究通过采用啤酒厂消化污泥作为种泥接种，以花生四烯酸（
2、AA）生产 废水为基质。在常温下对EGSB反应器进行颗粒污泥培养和水处理效果检测，初步 探讨了EGSB反应器启动方法和运行规律； 考察了EGSB反应器对污染物的去除效 果；分析了EGSB反应器运行效果的影响因素；并在此基础上推导出EGSB反应器 基质降解模型，求出了基质降解速率常数。研究成果对EGSB反应器在常温下的实 际生产运行具有一定的指导性意义。本试验得出如下结论： EGSB反应器在常温下采用啤酒厂消化污泥作为种泥的效果较好，初期启动时 间约为 60 天，反应器运行到 100 天基本实现了颗粒污泥化。污泥颗粒化是反应器 成功启动的关键和标志，颗粒污泥化进程受到众多因素的影响。 EGSB反
3、应器在稳定运行阶段，对温度变化、pH 值变化、有机负荷冲击具有 较强的抵抗能力，对色度较高的废水，具有十分可观的去除率。 在Monod方程、EGSB反应器物料平衡方程的基础上，建立了EGSB反应器有 机物降解动力学模型。通过对模型中参数的求解发现，在 EGSB 反应器中，反应 器的动力学因素，如液体升流速度、微生物与基质的亲和力等能在一定程度上减 小温度降低对反应器运行带来的不利影响， 确保EGSB反应器在冬季严寒气候条件 下也能高效运行。 关键词： EGSB 花生四烯酸 颗粒污泥 动力学模型 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 II
4、 ABSTRACT Expended granular sludge blanket (EGSB) reactor is one of the new high effect anaerobic bio-reactors which developed in recent 10 years. Equipped with the advantages of lower operating costs and high treatment efficiency, EGSB reactor is a wastewater treatment technology with broad applica
5、tion prospects. However, relatively, this technology has a small practical application scale in our country, especially in the field of pharmaceutical wastewater treatment. In this experiment, we apply digested sludge which is bought from brewery as seed sludge for the inoculation. Cultivating granu
6、lar sludge on the condition of normal temperature, and at the same time, check the effect of water treatment. And then we discussed about the way that can start upEGSB reactor quickly, and the rule of running of EGSB reactor. We reviewed about the remove effect of EGSB reactor for different contamin
7、ation, in addition, we analyzed the factor which affect the treatment result of EGSB reactor. On the basis of what we discussed above, we derived out the mathematical model for substrate degradation, and then seek out the velocity constant for CODcr degradation in EGSB reactor. Accordingly, the resu
8、lts of this experimental research have an instructional significance for actual production of EGSB reactor in the case of normal temperature. The experiment made several conclusions: The effect of inoculation was great when we use digested sludge as seed sludge which is bought from brewery. And the
9、primary startup stage of the EGSB reactor hold on about 60 days. When the reactor runs about 100 days, granulation of the sludge in EGSB reactor achieved in principle. Sludges granulation is the key and indicates of successful startup of EGSB reactor. The process of granulation is affected by many f
10、actors. When the EGSB reactor run on the steady-going stage, it has great ability to resist the impact that caused by temperature fluctuation, pH fluctuation, organic load fluctuation. As for the wastewater with high chroma, EGSB reactor can provide an 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
11、 III impressive removal rate. The thesis established dynamic model of the organic degradation, on the base of the Monod equation and material balance equation of EGSB reactor. By solving the model parameters, we found that the dynamics factors of EGSB reactor, such as the speed of the up-flow liquid
12、, the appetency between microbe and substrate and so forth, can help us to reducing the negative influence brought by temperature fluctuation, insuring high efficient in cold winter. Keywords: EGSB, Arachidonic Acid, granular sludge, dynamic model 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽
13、我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印机和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在_年解密后适用本授权
14、书。 本论文属于 不保密。 (请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪论绪论 1.1 厌氧反应器发展历程厌氧反应器发展历程 厌氧生物处理技术首先被人类用来处理生活污水， 那时候人们采用生活污水作为肥 料用于生产，人们发现，细菌对生活污水具有良好的降解作用。随着工业化进程的不 断加快，城市规模不断扩大，生活污水的排放更加集中、排放量不断增加，渐渐地造 成河流的污染，而且由于混入了一定量的工业废水，处理难度加大。1880 年，法国人
15、Louis Mouras将沉淀池做了适当改进，用于污废水的厌氧处理，后来他也因此被称为 厌氧生物处理技术的鼻祖。总体看来，厌氧反应器大致经历了 3 个发展阶段： 第一代厌氧反应器的典型代表是 19 世纪末 20 世纪初出现的化粪池， 其主要特点是 没有实现污泥龄(SRT)与水力停留时间(HRT)的分离， 反应器的负荷较低， 而且反应器 出水中携带着一部分污泥，久而久之污泥流失严重，反应器的处理效率并不高。由于 厌氧微生物，特别是甲烷细菌的世代时间比较长，为了使污水中的基质处于消化所需 要的稳定状态，反应器内要求保持较高的污泥龄，同时反应器内污水污泥也保持较长 的水力停留时间。较长的HRT使得反应器的容积较大且处理效能低下。 伴随着经济和社会的飞速发展， 经济发展与环境污染的矛盾越来越突出， 环境问题 也日益成为国民生活和社会广泛关注的焦点，并日益成为制约各国经济社会可持续发 展的瓶颈。厌氧废水处理技术在污水处理界有着广泛应用，各国都在积极寻求与开发 更加节能高效的厌氧水处理新技术新工艺，这也对厌氧水处理技术的推广与进一步发 展产生了很好的促进作用，第二代、第三代废水厌氧处理工艺也相继出现。 第二代高效厌氧反应器的主要代表是UASB反应器等，它们所具有的特点是：反应 器具有独特合理的结构，使反应器内的微生物量较高，反应器的污泥龄(SRT)较长。相 对第
