分点进水A/O工艺处理生活污水的脱氮性能研究

【摘要】： 水体“富营养化”问题的日益严峻,污水排放标准的不断提高,使以控制富营养化为目的的脱氮除磷成为当今污水处理研究领域的热点之一。目前城市污水脱氮处理多采用A/O工艺或其变形工艺,但是传统A/O工艺存在内回流比高、有机物负荷分配不均、容积利用率低等问题,使得脱氮效率难以进一步提高。针对这些问题,设计了分点进水的A/O脱氮工艺,并进行实验室中试研究,以探索该工艺应用于城市生活污水高效脱氮的可行性。试验结果表明: 试验选择进水分流比、缺氧池水力停留时间(HRT缺氧池)、硝化液回流比(R)为分点进水A/O工艺的主要影响参数,并分别进行单因素对比试验。试验结果表明:(1)进水分流比为1:1,有机物负荷分配更加均衡,碳源利用更充分,脱氮效率更高;(2)水力停留时间越长,系统的脱氮效率更高;(3)增大硝化液回流比能够提高系统的脱氮效率,但硝化液回流比的增大向缺氧池带入了更多NO3--N的同时也带入了更多的溶解氧,消耗了水中的部分碳源也会抑制反硝化菌的活性。因此,在流量Q=50L/h,好氧池水力停留时间(HRT好氧池)为6h、二沉池水力停留时间为1.2h(HRT二沉池)、污泥回流比为(r)为100%的条件下,当分流比为1:1、HRT缺氧池=3.0h、R=200%时,分点进水A/O工艺获得最佳处理效果:进水COD、NH4+-N和TN的平均浓度分别为:295mg/L、42.52mg/L和44.63mg/L时,对应出水平均浓度为:30mg/L、0.09mg/L和17.64mg/L,相应的平均去除率分别为89.89%、99.78%和60.5%。其中NH4+-N和COD的出水都能够满足城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中一级A标准(5mg/L和50mg/L),TN能够达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中一级B标准对TN的排放要求(20mg/L)。 在分点进水最佳运行参数条件下,考察了不分流的情况,即传统A/O脱氮工艺的脱氮性能,试验结果表明,当进水COD、NH4+-N和TN的平均浓度分别为:302mg/L、43.93mg/L和45.02mg/L时,对应出水平均浓度为:30mg/L、0.72mg/L和21.92mg/L,相应的平均去除率分别为89.89%、99.78%和51.29%。可见,传统的A/O工艺对COD和NH4+-N的去除效能与分点进水A/O工艺相当,但是分点进水A/O工艺的脱氮性能更优。 通过序批式小试试验探寻分点进水提高脱氮的机理得出:在0~0.5h内,分点进水运行方式的反硝化速率和比反硝化速率分别为传统运行方式的0.52倍和0.61倍;在0.5~1.0h内,分点进水运行方式的反硝化速率和比反硝化速率分别为为传统运行方式的3.75倍和7.9倍;在1.0~2.0h内,分点进水运行方式的反硝化速率和比反硝化速率均为传统运行方式的11.67倍。污水的分流,使得局部范围内,污泥负荷较低,有利于微生物充分利用内源碳进行反硝化反应,脱氮的效率更高。 【关键词】：分点进水 有机物负荷 脱氮 去除率
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-30
• 1.1 我国水污染现状及危害10-12
• 1.1.1 我国水污染现状10-11
• 1.1.2 水体中氮的主要来源11
• 1.1.3 氮污染的危害11-12
• 1.1.4 水污染治理现状12
• 1.2 城市污水脱氮处理技术概述12-27
• 1.2.1 生物脱氮的基本原理12-21
• 1.2.2 生物脱氮工艺的发展及研究现状21-27
• 1.3 课题的提出、研究目的、意义及内容27-30
• 1.3.1 课题的提出27-28
• 1.3.2 课题的研究目的和意义28
• 1.3.3 课题研究的内容28-30
• 2 实验工艺与方法30-34
• 2.1 分点进水A/O 脱氮工艺特点30-31
• 2.1.1 分点进水A/O 工艺概述30
• 2.1.2 试验工艺流程及工艺中各反应器的结构特点30-31
• 2.1.3 分点进水工艺的运行方式31
• 2.2 试验材料与分析方法31-34
• 2.2.1 试验污水来源及基本水质组成31-32
• 2.2.2 试验仪器与分析方法32-34
• 3 分点进水 A/O 工艺脱氮效能试验研究34-64
• 3.1 分点进水A/O 工艺的启动34-35
• 3.2 试验基本参数条件的选取与控制35-36
• 3.2.1 DO 的影响及控制35-36
• 3.2.2 污泥回流比（r）的影响与控制36
• 3.2.3 温度的影响及控制36
• 3.3 分流比对分点进水A/O 工艺脱氮性能影响36-43
• 3.3.1 实验方案36-37
• 3.3.2 COD 去除情况对比37-39
• 3.3.3 NH_4~+-N 去除情况对比39-41
• 3.3.4 TN 去除情况对比41-43
• 3.4 缺氧池水力停留时间对分点进水A/O 工艺脱氮性能的影响43-50
• 3.4.1 实验方案43
• 3.4.2 COD 去除情况对比43-45
• 3.4.3 NH_4~+-N 去除情况对比45-47
• 3.4.4 TN 去除情况对比47-50
• 3.5 硝化液回流比对分点进水A/O 脱氮性能的影响50-54
• 3.5.1 实验方案50-51
• 3.5.2 COD 去除情况对比51
• 3.5.3 NH_4~+-N 去除情况对比51-52
• 3.5.4 TN 去除情况对比52-54
• 3.6 分点进水A/O 工艺与传统A/O 工艺脱氮性能比较54-58
• 3.6.1 实验方案54
• 3.6.2 COD 去除情况对比54-55
• 3.6.3 NH_4~+-N 去除情况对比55-57
• 3.6.4 TN 去除情况对比57-58
• 3.7 最佳工况综合运行效能分析58-62
• 3.7.1 沿程COD 去除情况及分析59-60
• 3.7.2 工艺沿程NH_4~+-N 去除情况及分析60-61
• 3.7.3 工艺沿程NO_2~--N 去除情况及分析61
• 3.7.4 工艺沿程NO_3~--N 去除情况及分析61-62
• 3.7.5 工艺沿程TN 去除情况及分析62
• 3.8 本章小结62-64
• 4 分点进水运行方式脱氮的机理探讨64-74
• 4.1 试验方法64-65
• 4.1.1 实验装置64-65
• 4.1.2 运行方式65
• 4.2 试验材料与分析方法65
• 4.2.1 试验水质65
• 4.2.2 试验仪器与分析方法65
• 4.3 污泥驯化65-66
• 4.4 分点进水工艺与传统工艺污染物出去效能分析66-69
• 4.4.1 COD 去除情况及分析66-67
• 4.4.2 NH_4~+-N 去除情况及分析67-68
• 4.4.3 TN 去除情况及分析68-69
• 4.5 分点进水运行方式的特点及其脱氮机理探讨69-73
• 4.6 本章小结73-74
• 5 结论与建议74-76
• 5.1 结论74-75
• 5.2 建议75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 附录82

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