上流式曝气生物滤池（BAF）处理分散型生活污水的研究

【摘要】： 活性污泥法及其变种工艺是目前我国主要采用的污水处理技术,但是该技术能耗高、投资大、管理难的固有缺陷使得它并不适合我国的国情。曝气生物滤池是一种特别适合我国国情的高效、低耗、简易的新型生物膜处理技术,将是解决我国尤其是广大中小城镇水环境持续恶化问题的主要技术途径之一。 本文对采用气水同向上流式单级曝气生物滤池处理实际生活污水进行了试验研究与理论分析,并对其反应动力学进行了初步研究。试验主要考察了反应器对分散型生活污水的处理效果以及滤料高度、水力负荷、污染负荷、气水比对处理效果的影响规律,并推导了试验条件下针对试验水质的有机质降解动力学半经验数学模型。 主要研究结论如下： (1)采用“快速排泥法”能较快启动反应器至稳态,连续培养13天后COD的去除率稳定在80%以上。 (2)BAF试验装置具有较好的处理效果。在滤料高度为120cm、气水比为3：1-5：1、水力负荷为0.32-0.53m3/m2.h的试验条件下COD、NH4+-N、SS的平均去除率分别为79%、74.52%、92.24%,出水水质达到GB8987-1996《污水综合排放标准》一级A类标准。 (3)滤料高度、水力负荷、污染负荷、气水比均对反应器效果产生影响。COD、NH4+-N、SS的去除主要发生在0-70cm、10-100cm、0-40cm滤料段,在此之后各污染物去除率虽有增加但幅度很小；水力负荷对COD去除率的影响较小但对NH4+-N去除率的影响较大,水力负荷在0.8m3/m2.h以下时COD均有80%左右的去除率,而NH4+-N的去除率在水力负荷超过0.53m3/m2.h后随着水力负荷的增加在大幅下降,SS的去除率受水力负荷的影响较小,在0.27-1.6m3/m2.h的范围内均有90%以上的去除率；反应器有着较强的抗污染负荷冲击能力,当进水COD容积负荷0.5-1.28kg/m3.d、NH4+-N容积负荷为0.1-0.34kg/m3.d时，COD与NH4+-N的去除率都维持在80%以上。NH4+-N去除率随进水NH4+-N容积负荷的增加而减小,COD去除率受进水容积负荷的影响较小；气水比为3：1-5：1.时,COD、NH4+-N、SS均有较好的去除效果,去除率分别为84.05%-84.87%、83.42%-88.1%、82.2%-90.94%,并且硝化反应所需要的气水比大于碳化作用所需气水比,气水比的变化对SS去除率影响微弱。 (4)稳态条件下曝气生物滤池有机质降解动力学半经验模型为S=S0 exp(?),运用在本试验中可得出式S=S0 exp(-0.0121u-0.7381h)。通过对比试验数值与模型推导值可知,当各项反应条件在合适范围内时模型能较好预测出水水质。 【关键词】：曝气生物滤池 中小城镇 生活污水 影响因素 反应动力学
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 研究背景10-20
• 1.1.1 我国水环境现状10-11
• 1.1.2 水处理事业现状及问题11-13
• 1.1.3 污水处理技术的缺陷13-15
• 1.1.4 我国污水排放的特点15-18
• 1.1.5 发达国家的基本经验18-19
• 1.1.6 我国污水处理技术的发展方向19-20
• 1.1.7 新工艺的提出20
• 1.2 研究目的及意义20-21
• 1.3 研究内容与方法21-22
• 2 曝气生物滤池简介22-40
• 2.1 产生与发展22-23
• 2.2 工艺原理与结构形式23-30
• 2.2.1 BAF的工艺原理23-27
• 2.2.2 BAF的构造与主要工艺形式27-30
• 2.3 优点与不足30-32
• 2.4 实际应用32-34
• 2.5 国内外研究进展34-39
• 2.5.1 国外研究进展34-37
• 2.5.2 国内研究现状37-38
• 2.5.3 存在的问题与发展趋势38-39
• 2.6 应用前景39-40
• 3 试验概况40-49
• 3.1 试验设计原则40-45
• 3.1.1 滤料的确定40-43
• 3.1.2 运行方式的确定43-44
• 3.1.3 试验用水的选择44-45
• 3.2 试验装置45-47
• 3.3 试验方法47
• 3.4 试验分析项目47-48
• 3.5 试验内容48-49
• 4 BAF的启动及其对试验原水的去除效果49-53
• 4.1 试验装置的启动49
• 4.2 BAF对主要污染物的去除效果49-52
• 4.2.1 BAF对有机物的去除效果50-51
• 4.2.2 BAF对NH_4~+-N的去除效果51
• 4.2.3 BAF对SS的去除效果51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 5 BAF处理效果的主要影响因素53-72
• 5.1 滤料高度对BAF处理效果的影响53-57
• 5.1.1 滤料高度对有机物去除效果的影响53-54
• 5.1.2 滤料高度对NH_4~+-N去除效果的影响54-56
• 5.1.3 滤料高度对SS去除效果的影响56
• 5.1.4 小结56-57
• 5.2 水力负荷对BAF处理效果的影响57-62
• 5.2.1 水力负荷对有机物去除效果的影响58-59
• 5.2.2 水力负荷对NH_4~+-N去除效果的影响59-60
• 5.2.3 水力负荷对SS去除效果的影响60
• 5.2.4 连续试验60-62
• 5.2.5 小结62
• 5.3 污染负荷对BAF处理效果的影响62-67
• 5.3.1 进水COD容积负荷对COD去除率的影响63
• 5.3.2 进水NH_4~+-N容积负荷对NH_4~+-N去除率的影响63-64
• 5.3.3 BAF抗污染负荷冲击的试验64-67
• 5.3.4 小结67
• 5.4 气水比对BAF处理效果的影响67-72
• 5.4.1 气水比对有机物去除效果的影响68-69
• 5.4.2 气水比对NH_4~+-N去除效果的影响69-70
• 5.4.3 气水比对SS去除效果的影响70-71
• 5.4.4 小结71-72
• 6 BAF反应动力学研究72-85
• 6.1 废水生物处理数学模型研究进展72-75
• 6.2 BAF有机质降解动力学模型推导75-83
• 6.2.1 条件假设76
• 6.2.2 BAF有机质降解动力学模型76-79
• 6.2.3 动力学参数率定与意义探讨79-82
• 6.2.4 模型验证82-83
• 6.3 本章小结83-85
• 7 结论与建议85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 建议86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-93
• 附录93

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