难降解废水厌氧处理工艺的状态诊断研究

The anaerobic process is often used to treat refractory wastewater. However, anaerobic process has the characteristics of instability. The toxicity of refractory compounds to anaerobic microbe enhanced the instability, which limits the application of anaerobic treatment in refractory wastewater. The proper monitoring and control can improve the stability of the process. The basis of control is accurate states diagnosis of treatment process. At present, the states diagnosis aiming at this special instable system, namely refractory wastewater anaerobic process, has seldom reported. The effects of the charter of different refractory wastewater on states diagnosis are not clear. There is also lack of fingerprint indexes for states diagnosis. This topic will take refractory wastewater anaerobic process as study objects. The shock experiments will be carried out and the monitoring data will be collected. The mapping relations between process states and monitoring parameters will be clarified through dynamic and thermodynamic analysis. The fingerprint indexes will be put forward. The method of states diagnosis for refractory wastewater anaerobic process will be investigated. The topic aims at stable operation of refractory wastewater anaerobic process.

厌氧工艺经常被用于处理难降解废水，但其具有不稳定的特点，难降解物质对厌氧微生物的毒性又加剧了这种不稳定性，因此限制了其在难降解废水处理中的应用。合理的监测控制可以提高厌氧工艺的稳定性，而这又取决于快速准确的状态诊断。目前针对难降解废水厌氧工艺不稳定系统状态诊断的研究很少，该类废水处理过程状态与监测参数之间的映射关系并未确立，不同难降解废水的个性对状态诊断的影响也不明确，并缺少合理的状态诊断评估指标。本项目以难降解废水厌氧处理过程为对象，进行冲击实验并采集监测参数数据，结合动力学热力学分析，明确不同难降解废水工艺过程内在状态与过程参数之间的映射关系，提出具有敏感性、全面性和预测性的在线状态评估指标，建立难降解废水厌氧处理的状态诊断方法，以提高该类废水厌氧处理工艺的稳定性。

厌氧反应器在处理难降解废水时，会因为难降解物质的生物毒性，对反应器的稳定性造成一定的冲击，影响反应器的运行性能。本实验以人工模拟难降解废水，对经过驯化的反应器进行冲击实验，通过在线监测装置与离线取样检测获得大量监测数据，解析难降解废水厌氧处理过程中的反应器的状态与监测参数的映射关系，提出可以运用于在线监测系统中的指标，通过指标来诊断反应器的运行状态，进一步提高反应器运行的稳定性。.（1）在驯化污泥处理难降解废水的实验中，难降解物质对产甲烷活性产生一定的抑制，并影响VFA的变化速率。在难降解物质硝基苯初始浓度为600mg/L及以上时，VFA变化表现出明显的不同。因此采用600mg/L作为进行反应器冲击实验时的难降解物质浓度。.（2）根据已有的设计，建立起可以在线监测反应器液相与气相组分的装置。在此基础上，对驯化后的反应器进行难降解物质加重金属铬的冲击实验。对在线监测装置的高频率监测与离线取样检测数据分析时，发现在冲击过程初期，甲烷活性的抑制导致系统中氢分压的升高，进而产生VFA的累积，反应器运行状态发生改变。随着难降解物质的降解，抑制作用降低，氢分压与VFA都开始下降，并逐渐达到平衡状态，又使反应器的运行趋于稳定。 .（3）在冲击实验监测数据的基础上，提出关键指标K与次要指标S:指标K可以反映气相中氢分压的变化趋势，指标S可以反映反应器中VFA的累积趋势。两种指标的组合使用，来诊断厌氧反应器在处理难降解废水时内在的状态变化。