臭氧—气浮技术城市污水再生处理的应用与示范

【摘要】：本研究采用臭氧－气浮(DOF)工艺进行了以污水再生利用为目的的城市污水深度处理中试实验与现场应用研究。臭氧－气浮是课题组近年来研发的一种国家发明专利技术（发明专利号：ZL200410073500.4），是化学、物化处理技术的高度集成，该工艺通过低浓度臭氧氧化和新型溶气气浮技术的组合，在一个单元装置内完成凝聚、氧化脱色、臭氧消毒、气浮分离等多个过程，并实现密闭式自动浮渣排除，系统的总水力停留时间小于40min，大幅度提高了处理效率。 研究结果表明，影响臭氧－气浮工艺稳定运行的关键参数有PAC投加量、臭氧投加量、溶气条件、排渣周期等。针对城市二级生物处理后出水，该工艺最佳的运行条件为：PAC投加量50mg/L，臭氧投加量3mg/L，溶气压力0.3Mpa，回流比50%，排渣间隔100min，排渣时间2min。 在工艺特征方面，臭氧－气浮工艺对进水水质冲击负荷具有很好的缓冲能力，尤其在浊度、色度、细菌、大肠杆菌等方面具有极强的耐冲击负荷能力。研究结果表明，二级出水水质经臭氧－气浮工艺深度处理后，出水中的浊度、色度、TP、COD等指标均能达到国家城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)，同时对二级出水中的UV254、细菌和大肠杆菌也有很好的去除效果。 采用絮凝离心的方法对臭氧－气浮后的浮渣进行了脱水性能研究，结果表明，影响其脱水效果大小的顺序依次为，离心时间离心转速絮凝剂投加量。浮渣经絮凝离心脱水后，其含水率从97.73%降到了86.71%，体积减小到原来的1/49，既降低了运输成本，也有利于浮渣的后续处置。 针对西安市阎良航空产业基地水资源紧缺问题，以臭氧－气浮技术为核心工艺，将其应用于西安市阎良航空产业基地实施的污水处理与回用工程，实现了缺水地区再生水多元化利用和系统优化配置。该工程利用已建成的25000m3/d的污水处理厂的二级处理水为原水，建设了处理能力为5000m3·/d污水深度处理设施，处理水质达到了国家城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)和工业用水水质标准(GB/T19923-2005)。再生水不仅提供城区包括绿化、浇洒、冲厕等市政用水和高校、住宅小区杂用水，还提供工业循环冷却水、锅炉补水等工业用水，同时利用再生水贮水池提供消防贮备水，从而实现了缺水地区再生水的多元化利用。 【关键词】：城市污水 再生利用 臭氧－气浮 浮渣 脱水 工程应用
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 概述9-19
• 1.1 引言9-11
• 1.2 城市污水资源化11-13
• 1.2.1 城市污水资源化意义11
• 1.2.2 国外城市污水资源化现状11-12
• 1.2.3 国内城市污水资源化现状12-13
• 1.3 污水深度处理技术概论13-16
• 1.4 研究目的与内容16-18
• 1.4.1 研究目的16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.5 课题来源18-19
• 2 臭氧－气浮技术工艺原理及实验方法19-27
• 2.1 臭氧－气浮系统图19
• 2.2 臭氧－气浮处理工艺工作原理19-24
• 2.2.1 臭氧－气浮工艺原理19-21
• 2.2.2 微气泡形成及特性21
• 2.2.3 微气泡与悬浮颗粒粘附21-23
• 2.2.4 气泡稳定性23
• 2.2.5 浮渣排除23-24
• 2.2.6 技术特点24
• 2.3 实验内容与方法24-27
• 3 臭氧－气浮污水深度处理关键技术中试研究27-48
• 3.1 系统建立27-29
• 3.2 臭氧－气浮工艺运行参数探讨29-35
• 3.2.1 混凝剂投加量优化29-33
• 3.2.2 臭氧投加量的确定33
• 3.2.3 气浮条件的确定33-34
• 3.2.4 排渣周期确定34-35
• 3.3 工艺去除效果35-43
• 3.3.1 色度去除效果36-37
• 3.3.2 浊度去除效果37-38
• 3.3.3 COD去除效果38-39
• 3.3.4 UV254去除效果39-40
• 3.3.5 NH3-N的去除效果40-41
• 3.3.6 TP的去除效果41-42
• 3.3.7 灭菌效果42-43
• 3.4 浮渣脱水性能研究43-46
• 3.4.1 絮凝剂投加量43-44
• 3.4.2 离心条件对脱水效果的影响44-45
• 3.4.3 脱水条件优化45-46
• 3.5 小结46-48
• 4 臭氧—气浮污水再生处理应用与示范48-64
• 4.1 示范工程背景48-49
• 4.2 系统用水组成与分析49-52
• 4.2.1 水量分析49-50
• 4.2.2 再生水水质特征分析50-52
• 4.3 臭氧－气浮处理工艺系统52-58
• 4.3.1 系统构成52-53
• 4.3.2 工艺设计53-58
• 4.4 系统处理效果评价58-62
• 4.4.1 水质效果58-61
• 4.4.2 与混凝沉淀过滤工艺处理效果的比较61
• 4.4.3 实施效果分析61-62
• 4.5 效益分析62-64
• 4.5.1 环境效益62-63
• 4.5.2 经济效益63
• 4.5.3 社会效益63-64
• 5 结论与建议64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 建议65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70

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