跌水驱动生物转盘在分散式小型污水处理中的应用

【摘要】：我国农村水污染问题日益严重,小型分散式农村生活污水处理工艺成为国内外研究热点。针对农村地区污水处理装置脱氮效率不高,好氧装置充氧效果不好的情况,设计出了跌水驱动驱动生物转盘好氧装置,并将其运用到“厌氧-缺氧-跌水驱动生物转盘-人工湿地”生物生态组合工艺中。进行试验研究并得出以下结论：(1)厌氧反应器启动历时42天成功。稳定运行期间,考察了不同水力停留时间(HRT)和不同容积负荷下厌氧反应器对COD去除率的影响。在HRT分别为24h、48h和72h时,COD的平均去除率分别为42.1%、51.1%和58.3%。在HRT为72h时,COD容积负荷从0.15kgCOD/(m3·d)增加到0.25kgCOD/(m3·d)时,COD的去除率从50%下降到43%。厌氧反应器对农村生活污水具有较强的抗冲击负荷能力。(2)考察回流比对缺氧池脱氮效果的影响。当回流比为50%、100%、200%和300%的情况下,总氮的去除率分别为30.0%、54.6%、66.9%和62.7%。(3)在相同跌水高度、相同单宽流量、相同水温的情况下,跌水驱动生物转盘充氧效果明显好于传统跌水充氧方式。在稳定运行期间的溶解氧含量。在流量为20L/h的情况下,第一级生物转盘中的溶解氧在2mg/L以上,二、三级转盘内溶解氧高于3mg/L。考察水力停留时间对COD和氨氮的去除率的影响。在水力停留时间分别为1.25h、1.67h、2.5h和5h的情况下,COD的去除率分别为45.5%、51.1%、62.3%和42.2%。氨氮的去除率分别为77%、88.7%、91.5%和67.0%。(4)水生蔬菜型人工湿地对COD、氮磷等营养元素去除稳定高效。在水力负荷为0.25m3/(m2·d)的情况下,人工湿地COD平均进水浓度为44.8mg/L,出水平均浓度为18.7mg/L,去除率为57.8%。总磷进水平均浓度为3.29mg/L,出水平均浓度为0.41mg/L,去除率为87.1%。总氮进水平均浓度为13.6mg/L,出水平均浓度为7.1mg/L,去除率为49.5%。(5)生物生态组合工艺对COD、总氮、氨氮和总磷有着很好的去除效果。在进水COD、总氮、氨氮和总磷浓度分别为276.1mg/L\27.8mg/L、27.6mg/L、3.26mg/L时,其平均去除率分别达到了93.1%、76.4%、95.4%和87.2%,平均出水浓度分别为18.7mg/L、6.5mg/L、1.2mg/L和0.41mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。试验研究表明,“厌氧-缺氧-跌水驱动生物转盘-人工湿地”生物生态组合工艺来处理农村分散式生活污水,能够取得较好的去除效果。其具有高效、耗能低、易于管理并能利用出水的营养物质产出有经济价值的水生蔬菜,适用于太湖地区农村生活污水处理。 【关键词】：跌水驱动生物转盘 分散式污水 溶解氧 回流比 氮磷 人工湿地
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.1.1 我国水污染现状9
• 1.1.2 太湖流域水污染现状9-10
• 1.1.3 太湖地区农村水环境综合整治现状10
• 1.1.4 太湖地区农村生活污水治理意义10
• 1.2 分散式污水处理研究现状10-13
• 1.2.1 国外分散式生活污水处理现状11-12
• 1.2.2 国内分散式生活污水处理现状12-13
• 1.3 分散式污水处理工艺发展趋势13
• 1.4 课题的目的和意义13-15
• 第二章 理论原理及技术基础15-27
• 2.1 跌水曝气充氧技术15-17
• 2.1.1 氧传质理论15-17
• 2.1.2 跌水曝气原理17
• 2.1.3 跌水曝气充氧技术的研究现状17
• 2.2 生物转盘技术17-19
• 2.2.1 生物转盘工作原理18
• 2.2.2 生物转盘特征18
• 2.2.3 生物转盘工艺的影响因素18-19
• 2.3 厌氧处理技术19-21
• 2.3.1 厌氧生物处理基本原理19
• 2.3.2 厌氧生物处理的影响因素19-21
• 2.3.3 厌氧生物处理工艺及发展21
• 2.4 生物脱氮技术21-23
• 2.4.1 生物脱氮基本原理21-22
• 2.4.2 生物脱氮影响因素22-23
• 2.5 人工湿地技术23-27
• 2.5.1 人工湿地的构成及作用机理23-25
• 2.5.2 人工湿地的种类25-27
• 第三章 试验装置及研究内容27-32
• 3.1 工艺流程27-28
• 3.2 试验装置概况28-30
• 3.2.1 试验装置28-30
• 3.2.2 试验用水30
• 3.3 研究内容30
• 3.4 实验分析和测定方法30-32
• 3.4.1 水质指标检测方法30-31
• 3.4.2 实验设备及分析仪器31-32
• 第四章 厌氧反应器性能研究32-38
• 4.1 厌氧反应器的启动32-34
• 4.1.1 接种污泥32
• 4.1.2 启动过程及步骤32-33
• 4.1.3 启动过程COD去除率33-34
• 4.2 COD去除效果34-36
• 4.2.1 水力停留时间对COD去除的影响34-35
• 4.2.2 容积负荷对COD去除的影响35-36
• 4.3 氨氮的去除效果36-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 缺氧反应器性能研究38-43
• 5.1 回流比对COD去除效果的影响38-39
• 5.2 回流比对脱氮效果的影响39-40
• 5.2.1 不同回流比下氮形态的变化39-40
• 5.2.2 回流比对总氮去除率的影响40
• 5.3 缺氧池水力停留时间对脱氮效果的影响40-41
• 5.4 本章小结41-43
• 第六章 跌水驱动生物转盘性能研究43-62
• 6.1 传统跌水充氧与跌水驱动生物转盘充氧比较43-47
• 6.1.1 实验装置及方法43-44
• 6.1.2 试验结果44-47
• 6.2 跌水驱动生物转盘选型优化47-50
• 6.2.1 实验装置及方法47-48
• 6.2.2 试验结果48-50
• 6.3 跌水驱动生物转盘转动性能优化50-53
• 6.4 跌水驱动生物转盘的启动与挂膜53-54
• 6.4.1 生物转盘盘片的选择53
• 6.4.2 接种污泥及其来源53-54
• 6.4.3 启动与挂膜54
• 6.5 跌水驱动生物转盘内溶解氧及转速54-55
• 6.6 跌水驱动生物转盘对有机物的去除55-58
• 6.6.1 水力停留时间的影响55-56
• 6.6.2 容积负荷的影响56-57
• 6.6.3 COD的分级去除效率57-58
• 6.7 跌水驱动生物转盘对氨氮的去除58-60
• 6.7.1 水力停留时间的影响58-59
• 6.7.2 氨氮分级去除效率59-60
• 6.8 本章小结60-62
• 第七章 人工湿地工艺性能研究62-66
• 7.1 人工湿地植物的选择62
• 7.2 人工湿地对有机物的去除效果62-63
• 7.3 人工湿地氮的去除效果研究63-64
• 7.4 人工湿地磷的去除效果研究64-65
• 7.5 本章小结65-66
• 第八章 生物生态组合工艺的处理效果66-70
• 8.1 组合工艺对COD的去除率66
• 8.2 组合工艺对总氮的去除率66-67
• 8.3 组合工艺对氨氮的去除率67-68
• 8.4 组合工艺对总磷的去除68-69
• 8.5 本章小结69-70
• 第九章 结论与建议70-72
• 9.1 试验结论70-71
• 9.2 改进与建议71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 硕士期间研究成果76

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