CAST工艺处理生活污水的参数优化研究

【摘要】：循环式活性污泥法(cyclic activated sludge technology,CAST)是SBR的一种变型工艺，因具有投资及运行费用低、运行简单灵活及其选择器能防止污泥膨胀和主反应区内可进行同步硝化反硝化等优点在众多污水处理工艺中脱颖而出。 为了对该工艺的运行机理进行研究，采用玻璃制的CAST试验装置，以生活污水为研究对象，研究溶解氧、曝气时间和回流比等参数对污水处理的影响，同时研究了该工艺反应过程中pH、ORP和DO的变化规律。据此对工艺运行方式进行改进及优化，为CAST工艺的实际运行和控制提供有益的参考。 首先研究了主反应区不同的DO浓度对CAST工艺去除污染物的影响。结果表明随着DO浓度的上升，CAST池对COD和NH3-N的处理能力提高，提高曝气阶段CAST池主反应区的DO浓度有利于COD和NH3-N的去除。而对于TN和TP，当DO为2mg/L时处理效果好于DO为0.5mg/L、1mg/L和4mg/L时的处理效果。通过综合考虑对各污染物的去除，最终确定曝气阶段主反应区最佳DO浓度为2mg/L。 随后研究了曝气时间对CAST工艺去除污染物的影响。结果表明，当曝气时间从2h上升到3h时，CAST工艺对污染物的去除能力增强，但当曝气时间继续增加到4h时，污水中污染物的去除率没有明显的提高。所以将最佳曝气时间确定为3h。 接下来研究了污泥回流比对CAST工艺去除污染物的影响。结果表明，提高回流比对COD和NH3-N去除的影响不大，但可对TN和TP的去除率产生一定的影响。当回流比从10%提高到30%，TN和TP的去除率上升。但是当回流比提高到40%时，TN和TP的去除率又有所下降。最终确定最佳的回流比为30%。 最后研究了CAST工艺运行过程中pH、ORP和DO与污染物去除的关系。结果表明，在生物选择区内，进水后期pH和ORP出现拐点可以指示生物选择区内反硝化已基本结束，生物选择区开始转入厌氧状态。在主反应区，当曝气阶段后期，NH3-N被基本耗尽时，出现pH降到最低点并升高，ORP从缓慢上升转入快速上升，DO曲线上出现跳跃点的现象，指示主反应区硝化反应已经结束。 【关键词】：循环式活性污泥法 溶解氧 曝气时间 回流比 脱氮除磷
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-31
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 生物脱氮除磷技术研究现状11-24
• 1.2.1 生物脱氮技术及其研究现状11-23
• 1.2.1.1 传统生物脱氮机理11-13
• 1.2.1.2 生物脱氮新技术13-23
• 1.2.2 生物除磷技术及其研究现状23-24
• 1.2.2.1 传统生物除磷机理23
• 1.2.2.2 生物除磷新技术23-24
• 1.3 循环式活性污泥法研究现状24-29
• 1.3.1 活性污泥法工艺简介24-26
• 1.3.1.1 连续流活性污泥法工艺简介24-26
• 1.3.1.2 间歇式活性污泥法工艺简介26
• 1.3.2 CAST 工艺概述26-27
• 1.3.3 CAST 工艺工作原理27-28
• 1.3.4 CAST 工艺的特点28-29
• 1.4 研究目的意义和内容29-31
• 1.4.1 研究目的和意义29
• 1.4.2 主要研究内容29-31
• 第2章 实验材料和方法31-34
• 2.1 用水来源及水质31
• 2.2 实验装置与检测项目31-32
• 2.2.1 实验装置31-32
• 2.2.2 检测项目32
• 2.3 实验方法32-34
• 2.3.1 污泥的培养和驯化32
• 2.3.2 实验过程32-34
• 第3章 实验及数据分析34-57
• 3.1 溶解氧对污水中污染物去除的影响34-46
• 3.1.1 曝气时间为 4h 时溶解氧对污染物去除的影响34-37
• 3.1.2 曝气时间为 3h 时溶解氧对污染物去除的影响37-43
• 3.1.3 不同溶解氧下各形态氨的变化规律43-46
• 3.1.3.1 不同溶解氧下氨氮的变化规律43-44
• 3.1.3.2 不同溶解氧下总氮的变化规律44
• 3.1.3.3 不同溶解氧下硝态氮的变化规律44-45
• 3.1.3.4 不同溶解氧下亚硝态氮的变化规律45-46
• 3.2 曝气时间对污水中污染物去除的影响46-47
• 3.3 回流比对污水中污染物去除的影响47-48
• 3.4 最佳工况下的运行效果48-54
• 3.4.1 生物选择区内 pH 和 ORP 的变化规律49-50
• 3.4.2 主反应区内 pH、ORP 和 DO 的变化规律50-52
• 3.4.3 增加进水时间后生物选择区内 pH 和 ORP 的变化规律52-53
• 3.4.4 增加进水时间后主反应区内 pH、ORP 和 DO 的变化规律53-54
• 3.5 CAST 池中活性污泥微生物的状态54-57
• 第4章 结论与建议57-59
• 4.1 实验结论57-58
• 4.2 建议58-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的论文66

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