缺氧—好氧生物滤池处理城市污水试验研究

【摘要】： 曝气生物滤池在污水处理及回用中的应用已经比较广泛，它具有去除SS、COD、BOD、脱氮、除磷的作用，其特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好，运行费用低。为强化脱氮效果，本试验增加缺氧段，组成缺氧-好氧生物滤池工艺(好氧生物滤池由两级曝气生物滤池组成)，本论文研究该工艺的启动与影响因素、脱氮工艺与过程控制的相关内容以及反冲洗特性。 本试验挂膜分两个阶段：闷曝阶段(3d)、自然挂膜阶段(17d)，COD_(Cr)及NH_3-N的去除率达到75％左右，挂膜成功。 通过试验证明该工艺能有效进行脱氮，其出水水质好，基本上满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，并且该工艺具备较强的抗冲击负荷能力，当容积负荷在0．05～0．91kgNH_3-N／(m~3·d)之间变化时，系统对NH_3-N的平均去除率约为90．8％，出水NH_3-N浓度大部分在5mg／L以下。由于硝化液的大量回流，使得缺氧滤柱的功能较特殊，具有去除有机物、硝化及反硝化多种功能，COD_(Cr)去除率均值32．1％、平均硝化率23．94％，平均反硝化率57．03％。碳化柱完成了对大部分NH_3-N、有机物的去除，平均硝化率38．58％，平均COD_(Cr)去除率24．4％。后面硝化柱的同步硝化-反硝化效果明显，NH_3-N平均减少2．76mg／L，但NO_x~--N平均增加只有0．87mg／L。试验中城市污水的COD_(Cr)／NH_3-N均值7．15，适合微生物硝化-反硝化过程的进行，故在试验过程中未发现NO_2~--N积累问题。通过试验确定该系统较优化的运行参数：总HRT=48min=0．8h(缺氧段20min，好氧段28min，均是最短HRT)，气水比1：1～2：1，系统回流比1：1～2：1。 反冲洗是维持曝气生物滤池功能的关键性操作，本试验采用的反冲洗程序：单独气洗强度为8L／(s·m~2)、单独气洗时间为3min、联合气洗强度为8L／(s·m~2)、联合水洗强度为3L／(s·m~2)、联合冲洗时间6min、单独水洗强度为3L／(s·m~2)、单独水洗时间为4min。通过试验确定反冲洗周期，柱1：24～36h，柱2：2～3d，柱3：5～6d BAF；反冲洗用水量约占产水量的7～9％。对缺氧滤池(柱1)进行气水联合反冲洗，在一定程度上破坏了缺氧环境，使得反硝化效率不是很高(只达到了57．03％)。 【关键词】：缺氧-好氧生物滤池 滤池挂膜 气水联合反冲洗 生物脱氮 同步硝化-反硝化 城市污水
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 引言12-15
• 1.1 课题提出的背景及意义12-13
• 1.1.1 课题提出的背景12-13
• 1.1.2 城市污水回用技术的研究意义13
• 1.2 课题研究的目的及内容13-15
• 1.2.1 研究目的13-14
• 1.2.2 研究内容14-15
• 第二章 文献综述15-36
• 2.1 城市污水处理技术15-18
• 2.1.1 传统活性污泥工艺和其改进型A/O、A~2/O工艺15-16
• 2.1.2 AB法工艺16
• 2.1.3 SBR及其改进工艺16-17
• 2.1.4 氧化沟工艺17
• 2.1.5 曝气生物滤池17-18
• 2.2 曝气生物滤池18-27
• 2.2.1 曝气生物滤池处理工艺的产生及发展18-19
• 2.2.2 曝气生物滤池处理工艺的优缺点19-21
• 2.2.3 曝气生物滤池处理工艺的工艺、组合21-25
• 2.2.4 曝气生物滤池工程应用及特点25-27
• 2.3 缺氧-好氧生物滤池脱氮原理27-33
• 2.3.1 生物脱氮原理27-30
• 2.3.2 生物脱氮新理论30-33
• 2.4 缺氧-好氧生物滤池的影响因素33-36
• 2.4.1 水温33
• 2.4.2 PH值和碱度33
• 2.4.3 水力负荷(水力停留时间)33-34
• 2.4.4 溶解氧(曝气量)34
• 2.4.5 缺氧/好氧区容积比和回流比34-35
• 2.4.6 进水C/N对系统脱氮性能影响35
• 2.4.7 反冲洗35-36
• 第三章 试验设计36-44
• 3.1 试验工艺流程36
• 3.2 试验装置和设备36-44
• 3.2.1 试验反应器装置及其试验设计参数36-41
• 3.2.2 试验其它装置和设备41-42
• 3.2.3 试验用水42
• 3.2.4 试验测定项目及方法42-43
• 3.2.5 试验内容43-44
• 第四章 挂膜试验44-50
• 4.1 滤池的挂膜机理及两种挂膜方式的介绍44
• 4.2 挂膜过程注意事项44-45
• 4.3 挂膜试验45
• 4.4 试验结果及分析45-48
• 4.5 生物膜状况48-49
• 4.6 小结49-50
• 第五章 缺氧-好氧生物滤池处理城市污水试验结果及分析50-90
• 5.1 缺氧-好氧生物滤池的整体处理效果50-60
• 5.1.1 试验结果50-51
• 5.1.2 处理效果分析51-52
• 5.1.3 去除效果影响因素分析52-59
• 5.1.4 小结59-60
• 5.2 系统脱氮性能与各反应器关系60-69
• 5.2.1 系统总去除率与各反应器去除率关系60-62
• 5.2.2 系统各反应器NO_3~--N关系62-64
• 5.2.3 系统各反应器NO_2~--N浓度关系64-66
• 5.2.4 系统各反应器NO_2~--N/NO_x~--N关系66-67
• 5.2.5 系统脱氮性能与各反应器PH值的关系67-69
• 5.2.6 小结69
• 5.3 缺氧滤池功能分析69-76
• 5.3.1 缺氧滤池的去除效果69-71
• 5.3.2 缺氧滤池的去除效果影响因素分析71-75
• 5.3.3 小结75-76
• 5.4 好氧段功能分析76-82
• 5.4.1 BAF的去除效果76-78
• 5.4.2 BAF的去除效果影响因素分析78-81
• 5.4.3 BAF同时硝化反硝化作用验证81-82
• 5.4.4 小结82
• 5.5 反冲洗试验82-84
• 5.5.1 BAF反冲洗理论82-83
• 5.5.2 气水联合反冲洗最佳参数的确定83
• 5.5.3 反冲洗周期的确定83
• 5.5.4 反冲洗对生物滤池的影响83-84
• 5.6 缺氧-好氧生物滤池的技术分析84-88
• 5.7 总结88-90
• 第六章 结论与建议90-92
• 6.1 结论90-91
• 6.2 建议91-92
• 参考文献92-98
• 附录98-104
• 致谢104-105
• 攻读学位期间发表的学术论文目录105

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