应对进水异常的厌氧/缺氧/好氧污水处理改造技术研究

【摘要】：目前,我国城市污水的排放监管日益严格,而各污水处理厂运行过程中突发的进水异常冲击越来越严重,对工艺稳定运行造成很大的冲击。为解决这一问题,本研究在改良厌氧/缺氧/好氧工艺(A/A/O)运行经验的基础上,提出了应对异常进水的多功能池/厌氧/缺氧/好氧改造工艺(M+A/A/O)。将污泥回流点由一点回流改为两点回流,将原选择池升级为多功能池,形成混合区和沉淀区。在正常情况下,按照改良A/A/O工艺的方式运行。当进水异常时,进水全部进入多功能池,回流污泥10%~20%回流至多功能池,此时多功能池作为生物絮凝吸附池使用,处理后的污水再进入厌氧池与其余80%~90%活性污泥混合。本研究对M+A/A/O主要设计参数的选择及运行控制的优化进行了研究,并对其投资运行成本进行了分析。(1)高浓度有机废水、Cr、Cu、油类和高浊度废水对活性污泥性能具有一定的影响。在进水浓度分别达到670mg/L、28mg/L、21 mg/L、250mg/L、450mg/L时出水COD达到一级A排放标准限值。进水污染物浓度应控制在此范围内。(2)吸附动力学试验表明,活性污泥对有机物、Cr和Cu重金属、油类和泥砂类高浊度的吸附主要发生在吸附的前10min,30min以后吸附基本达到平衡。通过Langmuir吸附等温线的拟合得出,活性污泥对有机物、Cr、Cu、油类和无机颗粒物的最大吸附容量分别为:470 mg/g、71 mg/g、61 mg/g、370 mg/g、526 mg/g。最佳吸附反应时间和絮凝沉淀时间分别为30min和60min,泥水混合比例20%,活性污泥对进水中异常污染物的综合吸附效果较好。(3)多功能池对有机物吸附去除率达到79%~82%,SS的吸附去除率达到了74%~81%,对油类的去除率在84%~92%,对Cr和Cu去除率平均达到了80%和85%,多功能池出水污染物浓度显著降低,对后续生化处理基本不会造成冲击影响。(4)以10×104m3/d处理规模的污水处理厂为例,采用M+A/A/O工艺处理高浓度有机废水、无机类高浊度废水、含油废水异常污水的综合处理成本较正常进水浓度分别增加0.027元/m3或0.015元/m3、0.027元/m3、0.027元/m3,重金属废水则降低0.002元/m3。 【关键词】：A/A/O工艺 进水异常 活性污泥 吸附絮凝 两点污泥回流
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 绪论10-27
• 1.1 研究背景10-15
• 1.1.1 我国污水处理现状10
• 1.1.2 污水处理厂进水异常情况及分类10-12
• 1.1.3 进水水质异常对生物处理的影响研究现状12-15
• 1.2 A/A/O及改良工艺发展15-21
• 1.2.1 A/A/O工艺15-17
• 1.2.2 A/A/O工艺的改良与优化17-21
• 1.3 活性污泥絮凝吸附及研究现状21-23
• 1.3.1 活性污泥絮凝吸附机理21
• 1.3.2 活性污泥对重金属离子絮凝吸附21
• 1.3.3 活性污泥对有机物絮凝吸附21-22
• 1.3.4 活性污泥对泥沙类悬浮物絮凝吸附22
• 1.3.5 活性污泥对油类絮凝吸附22-23
• 1.4 M+A/A/O工艺的提出23-25
• 1.4.1 M+A/A/O工艺原理23
• 1.4.2 工艺流程23-24
• 1.4.3 M+A/A/O工艺的特征及控制措施24-25
• 1.5 研究目的和内容25-27
• 1.5.1 研究目的25
• 1.5.2 研究内容25
• 1.5.3 技术路线25-27
• 第2章 材料与方法27-32
• 2.1 进水异常对生物处理的影响试验设计27-28
• 2.1.1 模拟试验装置27
• 2.1.2 模拟试验方法27-28
• 2.2 活性污泥对进水异常物质的吸附性能研究28-30
• 2.2.1 高浓度有机物吸附性能28-29
• 2.2.2 无机颗粒物吸附性能29
• 2.2.3 油类吸附性能29-30
• 2.2.4 重金属吸附性能30
• 2.3 水质监测分析方法30-32
• 第3章 进水异常对生物处理单元的影响32-40
• 3.1 高浓度有机物的影响32-33
• 3.1.1 高浓度有机物对出水COD浓度的影响32
• 3.1.2 高浓度有机物对出水氨氮浓度的影响32-33
• 3.2 无机类高浊度废水的影响33-35
• 3.2.1 无机类高浊度废水对出水COD的影响33-34
• 3.2.2 无机类高浊度废水对出水氨氮的影响34-35
• 3.3 油类的影响35-36
• 3.3.1 油类对出水COD的影响35
• 3.3.2 油类对出水氨氮的影响35-36
• 3.4 重金属Cr的影响36-37
• 3.4.1 Cr对出水COD的影响36-37
• 3.4.2 Cr对出水氨氮的影响37
• 3.5 重金属Cu的影响37-39
• 3.5.1 Cu对出水COD的影响37-38
• 3.5.2 Cu对出水氨氮的影响38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 活性污泥吸附性能研究40-54
• 4.1 活性污泥的吸附动力学及吸附等温研究40-47
• 4.1.1 活性污泥对有机物的吸附40-41
• 4.1.2 活性污泥对无机颗粒物的吸附41-43
• 4.1.3 活性污泥对油类的吸附43-45
• 4.1.4 活性污泥对重金属Cr的吸附45-46
• 4.1.5 活性污泥对重金属Cu的吸附46-47
• 4.2 吸附正交实验47-53
• 4.2.1 正交实验设计48
• 4.2.2 试验方法48
• 4.2.3 高浓度有机废水处理效果48-49
• 4.2.4 含高浓无机颗粒废水处理效果49-50
• 4.2.5 含油废水处理效果50-51
• 4.2.6 含重金属Cr废水处理效果51-52
• 4.2.7 含重金属Cu废水处理效果52
• 4.2.8 效果比较分析52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 M+A/A/O工艺模拟试验研究54-77
• 5.1 材料与方法54-58
• 5.1.1 试验装置54-55
• 5.1.2 试验方法55-58
• 5.2 M+A/A/O工艺模拟试验58-70
• 5.2.1 高浓度有机废水58-60
• 5.2.2 无机类高浊度废水60-65
• 5.2.3 含油废水65-67
• 5.2.4 含重金属Cr废水67-68
• 5.2.5 含重金属Cu废水68-70
• 5.3 M+A/A/O运行效果70-76
• 5.3.1 正常进水运行效果70-71
• 5.3.2 异常水质的运行效果71-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第6章 经济性分析77-82
• 6.1 工程经济性分析77
• 6.2 运行经济性分析77-80
• 6.2.1 进水异常运行方式77-78
• 6.2.2 高浓度有机废水运行经济性分析78-79
• 6.2.3 无机类高浊度废水和含油运行经济性分析79
• 6.2.4 含重金属废水运行经济性分析79-80
• 6.3 综合成本分析80
• 6.4 小结80-82
• 第7章 结论与建议82-84
• 7.1 结论82
• 7.2 建议82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果90

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