改良氧化沟工艺处理生活污水的试验研究

【摘要】：当前，水体“富营养化”问题越来越严重，这已逐渐成为世界各国环境保护面临的共同问题，而造成水体富营养化的主要原因是氮、磷的超标排放。近年来我国执行了更为严格的污染物排放标准，并提出建立资源节约型、环境友好型社会，同时注重降低能源消耗，提高能源利用效率，因此开发出高效低能的脱氮除磷工艺已成为各国的研究热点之一。 为实现高效低能的目标，本课题以实验室内改良氧化沟装置为模型，通过曝气量的调节，将改良氧化沟中氧化沟主体部分好氧区溶解氧(DO)控制在0.6-0.9mg/L，同时缺氧区DO控制在0.2-0.5mg/L，研究低溶氧条件下改良氧化沟工沟脱氮除磷的效果及影响因素。 本试验的研究内容主要分为三个部分：(1)以河南师范大学家属院生活污水为研究对象，采用两点进水，研究改良氧化沟在低溶氧条件下稳定运行后脱氮除磷的去除效果，并深入分析COD、NH_4~+-N、TN和TP在各分区的去除效果；(2)污泥回流比、污泥龄和温度在低溶氧条件下对改良氧化沟脱氮除磷的影响；(3)采用静态实验方法，验证改良氧化沟活性污泥中反硝化聚磷菌的存在。 结果表明：(1)好氧区溶解氧控制在0.6-0.9mg/L时，改良氧化沟具有良好的脱氮除磷效果，二沉池出水水质均能达到国家要求的一级A排放标准。在缺氧池和厌氧池中，COD浓度由300mg/L降至107mg/L，NH4+-N浓度由54.36mg/L降至34.69mg/L，TN浓度由58.69mg/L降至35.99mg/L，污水中67%的有机物，50%的总氮和50%的氨氮得到去除；(2)污泥回流比设为40%、60%和90%，COD和氨氮的去除率均能达到90%以上，回流比为40%时，系统总磷去除效果受到影响，总磷平均出水浓度为0.70mg/L。污泥回流比在60%和90%时，系统都具有良好的脱氮除磷效果，考虑到节能降耗的因素，因此确定系统最佳回流比为60%；(3)污泥龄控制在10d，系统中氨氮和总氮的去除效果最差，平均出水浓度分别为9.18mg/L和13.76mg/L。污泥龄为20d，系统中总磷平均出水浓度高达2.20mg/L，去除率仅有58%，系统除磷效果受到影响，当污泥龄为15d时，系统氮和磷的去除均能达到国家一级A标准，因此系统的最佳污泥龄应控制在15d；(4)当温度分别为15℃，20℃，25℃，系统的脱氮除磷效果是在逐渐好转的。温度为15℃时，系统中COD的去除受到一定影响，但其出水浓度仍低于50mg/L，而氨氮和总氮平均出水浓度分别为19.31mg/L和21.67mg/L，去除率仅为62.54%和59.91%，去除效果很不理想。但低温并未对总磷的去除产生影响，其平均出水浓度低于0.5mg/L，去除率达到92%以上。因此低温对系统脱氮影响较大，而对除磷并未产生影响；(5)采用静态实验方法，确定改良氧化沟工艺中存在反硝化除磷现象。 【关键词】：改良氧化沟 脱氮除磷 低溶氧 回流比 污泥龄 温度
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 研究背景11-13
• 1.1.1 水资源现状11
• 1.1.2 水体富营养化及危害11-13
• 1.1.3 污水处理现状及国家政策13
• 1.2 生物脱氮除磷原理13-16
• 1.2.1 生物除磷原理13-15
• 1.2.2 生物脱氮原理15-16
• 1.3 生物脱氮除磷工艺及影响因素16-24
• 1.3.1 生物脱氮除磷组合工艺16-23
• 1.3.2 脱氮除磷影响因素23-24
• 1.4 课题研究的目的、意义和内容24-27
• 1.4.1 课题研究目的24-25
• 1.4.2 研究内容25
• 1.4.3 研究意义25-27
• 第2章 试验材料与方法27-29
• 2.1 实验装置27-28
• 2.2 试验用水来源与水质28
• 2.3 主要仪器及分析检测方法28-29
• 2.3.1 主要实验仪器28
• 2.3.2 主要分析项目与检测方法28-29
• 第3章 改良氧化沟对污染物的去除特性研究29-37
• 3.1 实验条件29
• 3.2 改良氧化沟工艺污染物去除特性29-35
• 3.2.1 试验水质29
• 3.2.2 改良氧化沟对 COD 的处理效果29-31
• 3.2.3 改良氧化沟对 NH4+-N 的处理效果31-32
• 3.2.4 改良氧化沟对 TN 的处理效果32-34
• 3.2.5 改良氧化沟对 TP 的处理效果34-35
• 3.3 本章小结35-37
• 第4章 改良氧化沟工艺影响因素研究37-53
• 4.1 污泥回流比对改良氧化沟脱氮除磷的影响37-42
• 4.1.1 试验方法37
• 4.1.2 试验水质37
• 4.1.3 污泥回流比对 COD 处理效果的分析37-38
• 4.1.4 污泥回流比对 NH4+-N 处理效果的分析38-39
• 4.1.5 污泥回流比对 TN 处理效果的分析39-40
• 4.1.6 污泥回流比对 TP 处理效果的分析40-41
• 4.1.7 结论41-42
• 4.2 污泥龄对改良氧化沟工艺脱氮除磷的影响42-46
• 4.2.1 试验方法42
• 4.2.2 试验水质42
• 4.2.3 污泥龄对 COD 处理效果的分析42-43
• 4.2.4 污泥龄对 NH4+-N 处理效果的分析43-44
• 4.2.5 污泥龄对 TN 处理效果的分析44-45
• 4.2.6 污泥龄对 TP 处理效果的分析45-46
• 4.2.7 结论46
• 4.3 温度对改良氧化沟工艺脱氮除磷的影响46-51
• 4.3.1 试验方法47
• 4.3.2 试验水质47
• 4.3.3 温度对 COD 处理效果的分析47-48
• 4.3.4 温度对 NH4+-N 处理效果的分析48-49
• 4.3.5 温度对 TN 处理效果的分析49
• 4.3.6 温度对 TP 处理效果的分析49-50
• 4.3.7 结论50-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 改良氧化沟工艺中反硝化除磷现象研究53-57
• 5.1 反硝化除磷53
• 5.2 试验方法53-54
• 5.3 改良氧化沟中反硝化除磷现象的研究54-55
• 5.4 小结55-57
• 第6章 结论57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间发表的学术论文65-66

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