微电解法强化SBR工艺处理模拟城市污水的试验研究

【摘要】： 从微电解法处理污水的原理出发,以微电解反应中溶出的铁离子的含量为指标,通过正交实验和单因素实验的方法确定出微电解反应的最佳反应条件;通过对独立的SBR工艺和微电解-SBR工艺处理城市污水中的有机物、氨氮、磷等污染物的效果的对比试验,研究了微电解处理工艺对SBR生化反应器内的活性污泥的影响,初步探讨了铁炭活性污泥法处理城市污水的机理。试验结果表明: (1)铁炭活性污泥法在去除COD、脱氮方面具有去除效率高,反应时间短等优势,且抗冲击负荷能力强,污泥性能好,因此在城市污水厂推广应用的前景十分广阔。 (2)停留时间是影响铁离子溶出速率和浓度的主要因素,其次是进水pH值、铁炭投加量和铁炭质量比,铁离子溶出的最佳工艺条件是:停留时间为80min,进水的pH值为7.5,铁炭投加量为50g/L,铁炭质量比为4:6,此时铁离子的溶出浓度为47.11mg/L。 (3)微电解-SBR组合工艺对COD的去除率相比SBR工艺有较大提高,进水中COD为300mg/L时,COD的平均去除率由81.1%提高到91.3%,而当进水中的COD为500 mg/L时,其平均去除率从76.1%提高到94.4%,出水中的COD值从120.2 mg/L下降到28.3 mg/L。此外,微电解-SBR工艺只需40min即可到达降解的终点,而SBR工艺需要80min,所以组合工艺可以节省反应时间,减少能耗,降低污水的处理成本。 (4)微电解-SBR组合工艺在脱除高浓度氨氮时比独立的SBR反应器有明显的优势。在进水中的氨氮浓度为30mg/L时,两种工艺的去除率都在90%以上。组合工艺的优势并不明显,但当进水中的氨氮浓度提高到60mg/L和100mg/L时,独立的SBR工艺的去除率只有75%和68%左右,而微电解-SBR工艺的去除率始终能稳定在95%以上。 (5)微电解-SBR组合工艺在去除高浓度含磷污水方面的优势并不明显。在进水中磷的含量在3mg/L时,微电解-SBR组合工艺表现出一定的优势。但当进水中的磷浓度升高后,两种工艺下的磷去除率都在50%～75%之间,组合工艺的去除率甚至更低。 (6)投加铁炭填料前后,生化反应器内的污泥浓度和污泥负荷有较大差异,在相同的容积负荷下,铁炭活性污泥的污泥浓度可达3.17g/L,而普通的活性污泥工艺只有2.12g/L。污泥负荷从普通活性污泥工艺的0.55kgCOD/kg MLSS·d降低到了0.30kg COD/kg MLSS·d,表明相同条件下铁炭污泥效率高的原因是污泥中的微生物浓度高,相对降低了污泥负荷。从污泥的沉降速率来看,铁炭污泥要比普通的活性污泥提前15min到达污泥的压实点,而污泥的SV%值分别为:铁炭污泥31%,普通污泥51%。从污泥的内部结构来看,铁炭污泥比普通的污泥密实,污泥絮体较大,存在大量的原生动物和微型后生动物。 【关键词】：铁炭活性污泥 微电解 SBR 有机负荷 脱氮除磷
【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】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 活性污泥法处理技术及其发展9-12
• 1.1.1 活性污泥法处理废水的基本理论9-10
• 1.1.2 活性污泥法的改进及其发展10-11
• 1.1.3 活性污泥法存在的问题11-12
• 1.2 联合工艺的技术理论及其发展12-15
• 1.2.1 联合工艺的技术理论13
• 1.2.2 联合生物反应器的发展13-15
• 1.3 铁炭活性污泥法处理废水的发展及现状15-20
• 1.3.1 铁炭活性污泥法的作用机理15-18
• 1.3.2 铁炭活性污泥法的发展及应用18-20
• 1.4 课题研究的背景、意义20-21
• 2 实验方案21-25
• 2.1 实验内容21
• 2.2 实验步骤21
• 2.3 实验装置和材料21-23
• 2.3.1 实验装置21-22
• 2.3.2 实验水质22-23
• 2.3.3 实验用填料23
• 2.4 实验分析指标和方法23-25
• 3 反应系统的启动和微电解基础特性的试验研究25-30
• 3.1 SBR反应器的启动25
• 3.2 微电解基础特性的研究25-29
• 3.2.1 正交实验25-28
• 3.2.2 单因素实验28-29
• 3.3 本章小结29-30
• 4 铁炭活性污泥法处理由机物的特性分析30-36
• 4.1 两种工艺下COD的去除效果30-34
• 4.1.1 独立的SBR处理效果30-31
• 4.1.2 微电解-SBR组合工艺处理效果的分析31
• 4.1.3 微电解-SBR工艺降解效果的机理分析31-34
• 4.2 两种工艺条件下生化反应器中降解过程34-35
• 4.2.1 试验数据与结果34-35
• 4.2.2 分析与讨论35
• 4.3 本章小结35-36
• 5 铁炭活性污泥法脱氮除磷的特性分析36-44
• 5.1 脱氮除磷机理36-38
• 5.1.1 生物脱氮的机理36-37
• 5.1.2 生物除磷机理37-38
• 5.2 铁炭活性污泥的脱氮特性分析38-41
• 5.2.1 普通污泥法/铁污泥法的脱氮效果对比38-39
• 5.2.2 普通污泥法/铁污泥法的脱氮过程分析39-41
• 5.3 铁炭活性污泥法的除磷特性分析41-43
• 5.3.1 普通污泥法/铁污泥法除磷效果对比41-42
• 5.3.2 普通污泥法/铁污泥法的除磷过程分析42-43
• 5.4 本章小结43-44
• 6 铁炭活性污泥法中微生物的特性分析44-51
• 6.1 污泥浓度与污泥负荷的比较44-46
• 6.1.1 试验数据44-45
• 6.1.2 分析与讨论45-46
• 6.2 污泥沉降性能的比较46-48
• 6.2.1 污泥沉降速率的比较46-47
• 6.2.2 污泥指数的比较47-48
• 6.3 污泥絮体内部结构和微生物相的比较48-49
• 6.4 本章小结49-51
• 7 结论与建议51-53
• 7.1 结论51-52
• 7.2 建议52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-56

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