曝气生物滤池处理城市污水工艺优化控制试验研究

【摘要】： 本文采用曝气生物滤池处理城市污水,研究了不同挂膜方法的反应器的除污性能,对影响处理效果的工艺参数进行了控制优化研究,分析了曝气生物滤池沿滤床高度的除污性能,确定了滤池气水反冲洗的最佳运行参数,探讨了两级曝气生物滤池对城市污水的净化效果,得出了曝气生物滤池工艺运行控制参数。 试验结果表明,以NH_4~+-N的去除率达到60%以上作为评判挂膜成功的标志,接种挂膜与自然挂膜基本同步稳定,历时18~20d;不同挂膜方法的反应器生物膜成熟后,稳定运行时对COD_(Cr)、NH_4~+-N和浊度均有很好的去除效果,平均去除率分别为86.09%、81.84%和95.83%;但对TN和TP的平均去除率分别为28.75%和32.47%,仅借助于单级好氧滤池不能较好的实现脱氮除磷;采用自然挂膜法对COD_(Cr)的去除效果较好,而接种挂膜法有利于硝化NH_4~+-N的自养菌的生长。 分析了水力负荷、气水比、污染物容积负荷对反应器除污效果的影响。当滤池单级运行控制水力负荷为0.86m/h、气水比为3:1~4:1、COD_(Cr)容积负荷为5.1kgCOD_(Cr)/(m3滤料·d)、NH_4~+-N容积负荷为0.56kgNH_4~+-N/(m3滤料·d)时可以取得较好的处理效果;当反应器两级串联运行时,同单级运行相比水力负荷加倍后COD_(Cr)的去除效果提高了约3%~5%,在1.7m/h时仍可以达到80%以上的NH_4~+-N去除率。 曝气生物滤池去除COD_(Cr)和NH_4~+-N具有不同的最佳床层高度,当滤床高度增加到2000mm时,沿水流方向0~800mm段为碳化异养菌活跃层,800~1600mm段为硝化菌活跃层。 确定了陶粒滤柱气水反冲洗最佳的运行参数:单独气洗强度12L/m~2·s、单独气洗时间3min、联合冲洗水强度6L/m~2·s、联合冲洗气强度10L/m~2·s、联合冲洗时间4min、水漂洗强度6L/m~2·s、水漂洗时间5min;反冲洗后COD_(Cr)的去除能力可以在1h后可恢复到60%,对NH_4~+-N的去除效果8h后可恢复到反冲洗前的水平,除浊能力可以在0.4h后得到较好的恢复。 对影响反应器处理效果的各因素综合分析,得出了该工艺处理城市污水的工艺运行控制参数。 【关键词】：曝气生物滤池 城市污水 工艺优化控制 挂膜方式 反冲洗
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 我国水资源及污水处理现状11-14
• 1.1.1 我国水资源现状11-12
• 1.1.2 我国污水处理现状12-14
• 1.2 曝气生物滤池处理技术综述14-20
• 1.2.1 曝气生物滤池工艺的原理及特点14-15
• 1.2.2 国内外现状及发展趋势15-20
• 1.3 研究意义20-21
• 1.4 研究内容及试验步骤21-23
• 1.4.1 研究内容21
• 1.4.2 试验步骤21-23
• 第2章 试验条件与方法23-27
• 2.1 试验条件23-25
• 2.1.1 试验场地及原水水质23
• 2.1.2 试验材料23-25
• 2.2 试验过程安排25-26
• 2.2.1 反应器的启动及除污效果分析研究25
• 2.2.2 工艺运行参数测试研究25-26
• 2.3 检测项目及分析方法26-27
• 第3章 曝气生物滤池除污机理及效果分析27-49
• 3.1 生物膜法去除污染物质的机理27-34
• 3.1.1 生物膜的组成27-28
• 3.1.2 微生物在滤料表面的附着机理28
• 3.1.3 生物膜附着的影响因素28-29
• 3.1.4 生物膜法去除污染物质的机理29-34
• 3.2 曝气生物滤池的挂膜启动34-39
• 3.2.1 挂膜方式34
• 3.2.2 挂膜阶段对污染物质的去除效果34-38
• 3.2.3 微生物相观察分析38-39
• 3.3 不同挂膜方式的曝气生物滤池除污效果分析39-47
• 3.3.1 对COD_(Cr) 的去除效果分析40-41
• 3.3.2 对NH_4~+-N 的去除效果分析41-42
• 3.3.3 对浊度的去除效果分析42-44
• 3.3.4 对TN 的去除效果分析44-45
• 3.3.5 对TP 的去除效果分析45-47
• 3.4 曝气生物滤池的运行周期47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 曝气生物滤池处理城市污水工艺参数优化研究49-69
• 4.1 水力负荷对曝气生物滤池除污效果的影响49-54
• 4.1.1 对COD_(Cr) 去除效果的影响50-51
• 4.1.2 对NH_4~+-N 去除效果的影响51-52
• 4.1.3 对浊度去除效果的影响52-53
• 4.1.4 对TN 去除效果的影响53-54
• 4.2 气水比对曝气生物滤池除污效果的影响54-59
• 4.2.1 对COD_(Cr) 去除效果的影响55-56
• 4.2.2 对NH_4~+-N 去除效果的影响56-57
• 4.2.3 对浊度去除效果的影响57-58
• 4.2.4 对TN 去除效果的影响58-59
• 4.3 污染物容积负荷对曝气生物滤池除污效果的影响59-62
• 4.3.1 COD_(Cr) 容积负荷的影响59-62
• 4.3.2 NH_4~+-N 容积负荷的影响62
• 4.4 曝气生物滤池沿床层高度除污性能分析62-67
• 4.4.1 COD_(Cr) 的去除效果沿床层的变化规律63
• 4.4.2 NH_4~+-N 的去除效果沿床层的变化规律63-64
• 4.4.3 浊度的去除效果沿床层的变化规律64-65
• 4.4.4 TP 的去除效果沿床层的变化规律65-66
• 4.4.5 DO 和pH 值沿床层的变化规律66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第5章 曝气生物滤池处理工艺的优化控制69-87
• 5.1 曝气生物滤池的反冲洗69-74
• 5.1.1 曝气生物滤池的反冲洗机理69-70
• 5.1.2 曝气生物滤池反冲洗方式及参数的确定70-73
• 5.1.3 反冲洗后曝气生物滤池除污性能的恢复73-74
• 5.2 两级曝气生物滤池处理效果研究74-81
• 5.2.1 两级曝气生物滤池的除污性能74-77
• 5.2.2 各级滤池对污染物的去除效果分析77-80
• 5.2.3 两级曝气生物滤池生物相的变化80-81
• 5.2.4 两级曝气生物滤池的运行周期81
• 5.3 曝气生物滤池工艺运行优化控制分析81-86
• 5.3.1 预处理的控制81-82
• 5.3.2 水力负荷的控制82-83
• 5.3.3 污染物容积负荷的控制83
• 5.3.4 溶解氧的控制83-84
• 5.3.5 反冲洗的控制84
• 5.3.6 pH 值的控制84-85
• 5.3.7 温度的影响85-86
• 5.4 本章小结86-87
• 结论与建议87-89
• 参考文献89-94
• 致谢94-95
• 作者简介95-96
• 在学期间发表的学术论文96
• 在学期间参加的科研项目96-97

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