活性污泥-生物滤池一体化反应器装置处理城市污水试验研究

【摘要】：本文对活性污泥-生物滤池一体化反应器试验装置处理城市污水的性能进行了研究。本试验主要研究了滤池溶解氧、外加碳源、水温及间歇曝气周期等工况，重点考察了该反应器的脱氮效果，确定其较优的运行控制条件。 活性污泥段处于反应器的前段，具有去除有机物、悬浮物和硝化的功能。当HRT=4.7h，污泥浓度MLSS为3000mg／L左右，泥龄15～20d，污泥负荷平均为0.4gCOD／gMLSS·d，DO为2.0mg／L以上，活性污泥段出水SS、COD和NH_3-N的平均去除率分别为67.6％、76.5％和88.3％；NO_3~--N的平均含量从进水中的1.0mg／L增加到出水中的35.8mg／L，硝化效果较好；TP在活性污泥段中的平均去除率不高，只有15.1％。随着温度从13℃左右升高到20℃后，活性污泥段的硝化能力明显提高。 在滤池段工况中，首先分别考察了DO为0.3mg／L(不曝气)、1mg／L及2mg／L三个工况下滤池段的运行性能，确定DO=1.0mg／L为最佳溶解氧条件。在该工况下，反应器出水SS、COD和NH_3-N的平均去除率为92.0％、87.0％和85.0％；NO_3~--N的平均去除率为32.1％；出水TP平均去除率为29.0％。 其次在水温为13℃和20℃下，分别对滤池段三种外加碳源量工况61／h、121／h和241／h进行了试验研究。结果表明，水温为20℃时反应器出水各指标平均值比温度为13℃时有所提高。当温度为20℃，确定外加碳源量为121／h为较佳外加碳源量，反应器出水SS、COD和NH_3-N的平均去除率分别为91.7％、82.5％和84.8％；NO_3~--N平均去除率为60.6％；出水TP平均去除率为11.0％。 在以上工况的基础上，还考察了滤池段在曝停时间分别为2h／1h、2h／2h和3h／2h三种工况下的运行性能。其中，曝停时间为2h／1h时，反应器的运行效果几乎没有改变，即在滤池段节能1／3的情况下，仍能达到出水有机物及氮的达标目的。在此条件下，一周期内反应器出水SS、COD及NH_3-N的平均去除率分别为91.9％、86.0％和90.5％；NO_3~--N平均去除率60.3％；TP平均去除率为9.2％。 根据Eckenfelder模型中低有机物浓度条件的一级反应关系式，建立了活性污泥-生物滤池一体化反应器的有机物降解动力学模型。 活性污泥-生物滤池一体化装置处理城市污水的试验研究表明，该技术具有较高的有机物和悬浮物去除率，脱氮效果好，占地面积小，投资费用相对较低，运行节能，管理方便等特点，是一种高效低耗、可实现设备装置一体化、适用于小城镇的污水处理技术。 【关键词】：活性污泥 生物滤池 硝化 反硝化 间歇曝气
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 我国水资源及水污染现状10-12
• 1.1.1 我国水资源现状10
• 1.1.2 我国水污染现状10-12
• 1.2 生物滤池脱氮研究现状与进展12-15
• 1.2.1 生物滤池脱氮12-13
• 1.2.2 生物滤池同时硝化反硝化研究13-14
• 1.2.3 生物滤池短程脱氮研究14
• 1.2.4 生物膜-活性污泥组合工艺脱氮研究14-15
• 1.3 研究目的及内容15-18
• 2 试验流程、装置及运行18-26
• 2.1 试验场地18
• 2.2 试验流程与装置18-20
• 2.2.1 试验流程18
• 2.2.2 试验装置18-20
• 2.3 试验污水水质和水量20-22
• 2.3.1 进水水质20
• 2.3.2 水量20-22
• 2.4 试验安排22
• 2.4.1 试验影响因素及水平确定22
• 2.4.2 试验安排22
• 2.5 试验测试项目与方法22-24
• 2.5.1 取样说明22-23
• 2.5.2 测试项目、方法及频率23-24
• 2.6 试验装置的启动24-25
• 2.6.1 活性污泥段活性污泥的培养24
• 2.6.2 生物滤池挂膜启动24-25
• 2.7 试验装置的正式运行25-26
• 3 试验结果26-58
• 3.1 活性污泥段试验结果26-27
• 3.1.1 活性污泥段的运行与控制26-27
• 3.1.2 活性污泥段试验结果27
• 3.2 滤池溶解氧单因素试验27-32
• 3.3 外加碳源单因素试验32-38
• 3.4 温度单因素试验38-43
• 3.5 间歇曝气试验43-58
• 4 试验结果分析58-76
• 4.1 活性污泥段试验结果分析58-62
• 4.1.1 活性污泥段去除有机物的机理分析58-59
• 4.1.2 活性污泥段去除悬浮物的机理分析59-60
• 4.1.3 活性污泥段硝化的机理及影响因素60-61
• 4.1.4 活性污泥段除磷机理分析61-62
• 4.2 生物滤池段的试验结果分析62-76
• 4.2.1 生物滤池段去除有机物、悬浮物机理62-65
• 4.2.2 生物滤池段反硝化机理分析65-66
• 4.2.3 溶解氧对生物滤池段反硝化效果的影响分析66-68
• 4.2.4 碳氮比对生物滤池段反硝化效果的影响分析68-70
• 4.2.5 温度对生物滤池段反硝化效果的影响分析70-71
• 4.2.6 生物滤池段间歇曝气的试验结果分析71-76
• 5 有机物降解动力学模型分析76-88
• 5.1 有机物降解动力学模型概述76
• 5.2 活性污泥段有机物去除动力学模型76-81
• 5.2.1 有机物去除动力学模型选择76-80
• 5.2.2 活性污泥段去除有机物动力学模型检验80-81
• 5.3 生物滤池去除有机物动力学模型81-85
• 5.3.1 生物滤池段去除有机物动力学模型推导81-83
• 5.3.2 生物滤池动力学模型参数的求解83-84
• 5.3.3 生物滤池段去除有机物动力学模型检验84-85
• 5.4 活性污泥段+生物滤池去除有机物动力学模型及检验85-88
• 6 结论与建议88-92
• 6.1 结论88-90
• 6.2 建议90-92
• 致谢92-94
• 参考文献94-97

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