悬浮填料氧化沟工艺处理城市污水的试验研究

【摘要】：为保护三峡库区水环境，库区污水处理厂均面临功能提升改造。以重庆市长寿区污水处理厂为代表的氧化沟工艺，在运行过程中存在复杂水质条件下污染物负荷高、出水总氮和总磷不能同时满足GB18918-2002一级B标准等问题。 诸如氧化沟一类的活性污泥法脱氮除磷技术虽然较为成熟，但聚磷菌和脱氮菌在碳源利用和泥龄时间上仍存在难以调和的矛盾。本课题将生物膜法与氧化沟工艺相结合，在氧化沟中试模型内投加悬浮填料，构成悬浮填料氧化沟工艺。研究中试系统在不同工况条件下的处理效果，分析系统的脱氮除磷机理，确定系统的最优工况条件，并对最优工况下系统的运行效能进行验证。 通过试验研究了悬浮生物填料、悬浮球填料、多面空心球填料三种填料的传质性能。结果表明在30%的投配率下，三种填料均能提高反应器的氧传递系数，悬浮生物填料的传质性能明显优于悬浮球填料和多面空心球填料。使用悬浮生物填料进行后续试验。 选取氧化沟溶解氧（DO）、污泥回流比（R）、污泥龄（SRT）进行正交试验。通过正交试验的极差分析和方差分析可知，DO对系统COD、NH4+-N、TN、TP的去除均有显著影响；R对NH4+-N、TN、TP的去除有显著影响；SRT仅对TP的去除有显著影响。进行污泥回流比分别为75%、85%、95%的优化试验。结果表明在三种工况下，悬浮填料氧化沟中试系统对COD、NH4+-N、TN、TP去除率均良好，出水均优于GB18918–2002标准中的一级B标准。但悬浮填料氧化沟以R=95%运行时，出水TP在0.95~1.00mg/L的情况偏多。选定污泥回流比R=75%为最优工况运行参数，其他参数为氧化沟出口DO=0.8~1.2mg/L，污泥龄SRT=11~15d，填料投配率30%，水力停留时间HRT厌氧池2h、氧化沟10h，混合液污泥浓度MLSS=2400~2800mg/L。中试系统在最优工况条件下对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为η（COD）=82.26~85.91%，η（NH4+-N）=84.16~87.18%，η（TN）=63.10~66.77%，η（TP）=75.46~78.87%。出水水质ρ（COD）=27~44mg/L，ρ（NH4+-N）=2.3~4.8mg/L，ρ（TN）=8.42~14.75mg/L，ρ（TP）=0.54~0.79mg/L。出水COD、NH4+-N、TN稳定达到GB18918-2002一级A标准，TP稳定达到一级B标准。 本研究证明了悬浮填料氧化沟工艺对城市污水具有良好的处理效果，并为该工艺在氧化沟升级改造中的应用提供理论基础和技术参考。 【关键词】：悬浮填料 氧化沟工艺 中试研究 脱氮除磷
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-23
• 1.1 我国水污染现状8-9
• 1.2 生物脱氮除磷的基本原理9-14
• 1.2.1 生物脱氮基本原理9-12
• 1.2.2 生物除磷基本原理12-14
• 1.3 活性污泥和生物膜复合工艺简介14-20
• 1.3.1 活性污泥和生物膜复合工艺的概念14-17
• 1.3.2 活性污泥和生物膜复合工艺的发展及研究现状17-20
• 1.4 氧化沟和生物膜复合工艺的研究现状20-21
• 1.5 课题研究目的及内容21-23
• 1.5.1 课题的背景21
• 1.5.2 研究目的21-22
• 1.5.3 研究内容22-23
• 2 试验装置及分析检测方法23-27
• 2.1 试验装置及工艺流程23-24
• 2.1.1 工艺流程23
• 2.1.2 试验装置23-24
• 2.2 试验水质及分析方法24-25
• 2.3 试验仪器和药品25-27
• 2.3.1 试验仪器25
• 2.3.2 试验药品25-27
• 3 填料的选择及其传质性能的考察27-34
• 3.1 填料的选择27-29
• 3.1.1 悬浮填料的特点及使用性能27
• 3.1.2 选择填料的要求27-29
• 3.2 填料传质性能的考察29-33
• 3.2.1 试验原理与方法29-30
• 3.2.2 填料传质性能分析30-33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 悬浮填料氧化沟工艺中试研究34-48
• 4.1 悬浮填料氧化沟工艺的启动与挂膜34-36
• 4.1.1 污泥的培养34
• 4.1.2 挂膜阶段34-35
• 4.1.3 挂膜试验阶段35-36
• 4.2 挂膜期间处理效果及生物相变化36-39
• 4.2.1 挂膜期间处理效果及分析36-38
• 4.2.2 填料挂膜期间生物膜状态及生物相情况38-39
• 4.3 悬浮填料氧化沟工艺正交试验研究39-42
• 4.3.1 正交试验关键影响因素的选定39
• 4.3.2 正交试验安排39-40
• 4.3.3 正交试验结果40-42
• 4.4 处理效果及分析42-47
• 4.4.1 不同工况下 COD 的处理效果及分析42-43
• 4.4.2 不同工况下 NH_4~+-N 的处理效果及分析43-44
• 4.4.3 不同工况下 TN 的处理效果及分析44-45
• 4.4.4 不同工况下 TP 的处理效果及分析45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 5 悬浮填料氧化沟工艺回流比优化研究48-54
• 5.1 回流比优化试验安排48
• 5.2 试验结果与分析48-50
• 5.2.1 不同回流比下出水 COD 浓度的变化48-49
• 5.2.2 不同回流比下出水 NH_4~+-N 浓度的变化49
• 5.2.3 不同回流比下出水 TN 浓度的变化49-50
• 5.2.4 不同回流比下出水 TP 浓度的变化50
• 5.3 悬浮填料氧化沟工艺最优工况的确定50-52
• 5.4 微生物扫描电镜分析52-54
• 6 结论与建议54-56
• 6.1 结论54
• 6.2 建议54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-62
• 附录62

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