前置反硝化生物滤池处理生活污水的脱氮试验研究

【摘要】：随着社会对污水处理的高度重视，目前大量的污水处理厂正在中小城镇被投资、建设。如何在低投入、少占地、方便运营管理条件下保证出水水质，是所有乡镇政府的共同目标。前置反硝化生物滤池（BAF）工艺以其特有的优势满足了污水处理发展的需要，正逐步建成并推广使用。该工艺集物理过滤、生物处理于一体，具有占地面积小、基建投资省、处理效果好等显著优点。 按照试验设计要求，采用火山岩滤料作为生物填料，用前置反硝化BAF工艺，以哈尔滨工业大学二校区生活污水为处理对象，对该工艺系统去除化学需氧量（COD）、氨氮及总氮（TN）的效能进行探讨，并对沿滤料层高度的氨氮、硝态氮和亚硝态氮等进行检测比较，探究脱氮机理，为该污水处理工艺实际工程应用提供理论指导。 回流比和水力负荷对该工艺去除污染物影响显著。试验结果表明，适合该系统的最优回流比为100%，最优水力负荷为2.02m/h。并在此条件下运行装置，试验得出，COD、氨氮及TN去除效能均表现良好，去除率分别为87.50%、95.37%和59.93%。且COD和TN的去除主要发生在厌氧反应柱中，去除率分别为61.78%和53.06%，而氨氮的去除主要依靠好氧反应柱中的硝化过程来实现。 研究溶解氧（DO）和pH沿程变化规律发现，DO浓度在厌氧反应柱中逐渐减小，好氧反应柱中逐渐增大，pH则恰好与之表现出相反的趋势。 研究含氮化合物沿滤料层高度转化规律发现，好氧反应柱中，氮元素在氨氮与硝态氮之间进行相互转化，对TN去除贡献较小；TN的去除主要发生在厌氧反应柱中，且存在着同步硝化反硝化和厌氧氨氧化现象。 试验采用气、水联合反冲的方式进行反冲洗。反冲洗后，COD和氨氮的去除效能均出现短暂的下降，并在6h后恢复正常并趋于稳定；且反冲洗对系统去除氨氮影响较小。 【关键词】：前置反硝化BAF 脱氮 回流比 水力负荷 反冲洗
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 我国的水资源现状10-11
• 1.2 我国污水处理现状11-12
• 1.3 曝气生物滤池研究进展12-17
• 1.3.1 曝气生物滤池在国、内外的研究与应用状况12-13
• 1.3.2 曝气生物滤池的工作原理及工艺特点13-15
• 1.3.3 曝气生物滤池影响因素15-16
• 1.3.4 前置反硝化生物滤池特点16-17
• 1.4 脱氮重要性及研究现状17-21
• 1.4.1 氮污染的危害性17-18
• 1.4.2 脱氮技术的现状18-21
• 1.5 课题的提出及研究目的、内容21-23
• 1.5.1 课题的提出21
• 1.5.2 研究目的和内容21-22
• 1.5.3 技术路线图22-23
• 第2章 试验装置和试验方法23-30
• 2.1 试验设计23-24
• 2.1.1 试验设计方案23
• 2.1.2 试验设计依据23-24
• 2.2 试验装置与工艺流程24-25
• 2.2.1 工艺流程24
• 2.2.2 试验装置24-25
• 2.3 曝气生物滤池填料的选择25-28
• 2.4 试验水质28
• 2.5 试验分析方法与主要仪器28-30
• 2.5.1 测定项目与分析方法28-29
• 2.5.2 实验仪器29-30
• 第3章 前置反硝化生物滤池的挂膜、启动30-40
• 3.1 生物膜挂方法30-31
• 3.2 启动挂膜31-32
• 3.3 结果与讨论32-38
• 3.3.1 挂膜、启动期间系统对 COD 的去除效果32-33
• 3.3.2 挂膜、启动期间系统对氨氮的去除效果33-35
• 3.3.3 挂膜、启动期间系统微生物相的检测35-37
• 3.3.4 挂膜、启动期间系统微生物群落的形态特征37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 工艺参数优化及系统脱氮效能研究40-64
• 4.1 回流比对系统去除效能的影响40-46
• 4.1.1 回流比对 COD 去除效果的影响40-42
• 4.1.2 回流比对氨氮去除效果的影响42-44
• 4.1.3 回流比对 TN 去除效果的影响44-46
• 4.2 水力负荷对系统去除效能的影响46-51
• 4.2.1 水力负荷对 COD 去除效果的影响46-48
• 4.2.2 水力负荷对氨氮去除效果的影响48-49
• 4.2.3 水力负荷对 TN 去除效果的影响49-51
• 4.3 稳定期系统去除效能与脱氮研究51-56
• 4.3.1 稳定期系统对 COD 去除效能的研究52-53
• 4.3.2 稳定期系统对氨氮去除效能的研究53-54
• 4.3.3 稳定期系统对 TN 去除效能的研究54-56
• 4.4 稳定期系统沿滤料层高度去除规律研究56-63
• 4.4.1 稳定期 DO 随滤料层高度的变化规律57-58
• 4.4.2 稳定期 pH 随滤料层高度的变化58-59
• 4.4.3 稳定期滤料层高度对系统脱氮影响59-61
• 4.4.4 稳定期滤料层高度对系统去除 COD 的影响61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 前置反硝化生物滤池反冲洗试验研究64-70
• 5.1 反冲洗机理64
• 5.2 反冲洗方式64-65
• 5.3 反冲洗周期65-66
• 5.4 反冲洗强度和时间的确定66
• 5.5 反冲洗对系统去除效能的影响66-69
• 5.5.1 反冲洗对 COD 去除效能的影响67-68
• 5.5.2 反冲洗对氨氮去除效能的影响68-69
• 5.6 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-79
• 致谢79

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