多点强化氧化沟处理混合型城市污水脱氮技术研究

【摘要】：本试验研究内容主要包括以下三个方面：(1)水解酸化调控技术研究,为解决碳源不足或工业废水量比例较大引起COD浓度过高的问题,试验采用折流板式水解酸化反应器,通过厌氧水解酸化反应达到削减COD、提高可生化性同时改善碳氮比的目的,确保后续生化处理单元高效运行,出水稳定达标；(2)溶解氧调控技术及优化研究,在氧化沟单元拟将传统曝气改成“微孔底曝+机械推流”方式,以提高氧的利用率,并大幅加大设计池深。通过调整溶解氧沿沟长空间分布,实现高效硝化反硝化,并达到节能目的。(3)氧化沟调控,研究不同水力停留时间条件下氧化沟的脱氮效率,选择合适的水力停留时间,同时考察温度对氧化沟运行情况的影响。 水解酸化池水力停留时间设定1.5h、2h、3h、4h时,对氨氮的平均去除率分别为4.6%、9.9%、13.5%和9.7%,对COD的去除率在-25～60%之间。结果发现水解酸化池HRT=3h时,对COD和氨氮的去除最高。污水经过水解酸化池后,BOD5/COD从反应前的0.33左右提高到了0.45左右。而温度的改变对水解酸化池去除效率的影响甚微,虽然厌氧微生物与好氧微生物相比对温度较敏感,但是低温带来的不利影响通过延长固体停留时间和提高反应器内污泥浓度有效的被弥补了。 氧化沟运行过程中,曝气管全开时氧化沟单元出水COD、NH3-N、TN可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准要求。曝气管半开时,沟内缺氧区空间比例过高,使硝化反应受到抑制,氧化沟内不能形成持续稳定的交替好氧缺氧环境。试验进入冬季后,环境温度降低,系统的处理效果不佳。为了提高氧化沟的处理效率以及改善沟内泥水混合效果,试验在氧化沟内每个廊道加放一根曝气管,增加曝气面积后,水深20cm处DO均值为1.93mg/L,水深60cm处DO均值为1.72mg/L,相对沟内之前的缺氧状态有较大改善。氧化沟对COD、氨氮、TN的去除效果均有所提高,氨氮和TN的去除率相对之前增加了一倍,COD去除率增加了10.7%,改善效果明显。 在对氧化沟的水力停留时间进行调控时发现,当HRT=10h、8h时,系统的脱氮效率都很高,其中氨氮的去除率可以稳定在90%以上,HRT=8h时对TN的去除效果较好,且与10h时相比更稳定。但是当水力停留时间降到6h和4h后,系统的脱氮效果逐渐变差,对氮的去除非常有限。综合考虑能耗、脱氮效率等因素,氧化沟的水力停留时间取8h最适。 监测氧化沟内温度在14～34℃之间系统的脱氮效率时发现,沟内水温在23℃以上时,出水COD、氨氮、TN都可以得到较好的控制；当温度低于20℃时,氨氮和TN的去除效果明显下降,相对之前去除率降低了20%～50%左右。但是,期间温度对COD的去除却没有太大的变化。温度降低对脱氮效果的影响主要原因是硝化细菌的活性受到抑制。而温度降低对系统处理效果的影响可以通过调节水力负荷来改善。 【关键词】：氧化沟 水力停留时间 溶解氧 脱氮 温度
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 水解酸化技术理论11-13
• 1.2.1 水解酸化的基本原理11-12
• 1.2.2 水解酸化过程的影响因素12-13
• 1.3 生物脱氮技术理论13-19
• 1.3.1 生物脱氮的原理13-14
• 1.3.2 生物脱氮理论的发展14-16
• 1.3.3 传统脱氮工艺16-19
• 1.4 氧化沟工艺简介19-23
• 1.4.1 氧化沟工艺的特点19-20
• 1.4.2 常见的氧化沟工艺20-23
• 1.5 本课题研究的主要内容23-24
• 2 试验材料及方法24-28
• 2.1 试验装置与方法24-25
• 2.2 试验水质25-26
• 2.3 主要仪器设备及监测方法26-28
• 3 系统启动及水解酸化工艺28-35
• 3.1 污泥驯化28-29
• 3.2 水解酸化效果29-35
• 3.2.1 COD的去除30-32
• 3.2.2 氨氮的去除32-33
• 3.2.3 温度、pH的影响33-34
• 3.2.4 小结34-35
• 4 氧化沟DO优化控制35-47
• 4.1 DO转移影响因素35-36
• 4.2 氧化沟清水试验36-42
• 4.2.1 曝气管整齐排列37-38
• 4.2.2 曝气管交错排列38-40
• 4.2.3 曝气管首尾放置40-41
• 4.2.4 清水实验结论41-42
• 4.3 氧化沟布气方式优化研究42-47
• 4.3.1 夏季局部曝气DO分布42-44
• 4.3.2 冬季大面积曝气DO分布44-46
• 4.3.3 小结46-47
• 5 氧化沟脱氮效果调控47-56
• 5.1 HRT对氧化沟运行效果的影响47-51
• 5.1.1 HRT为10h、8h47-49
• 5.1.2 HRT为6h、4h49-51
• 5.2 温度对氧化沟运行效果的影响51-55
• 5.2.1 脱氮效果分析52-54
• 5.2.2 脱氮效果优化54-55
• 5.3 小结55-56
• 6 结论与建议56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 建议57-58
• 参考文献58-61
• 个人简历 硕士学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62

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