多级生物膜反应器处理低浓度小城镇污水试验研究

【摘要】： 论文以开发高效、低能耗的小城镇低浓度污水处理技术为目标,针对低浓度污水水质特征,研制出连续流多级生物膜反应器,在反应器中构建了微生物同时硝化反硝化环境,大大简化缩短了脱氮工艺流程,并获得了高效同时硝化反硝化的关键参数及控制条件。通过间歇曝气和及时排泥强化提高了生物膜反应器的生物除磷的效能;并采用生物除磷和填料物化除磷相结合,保证了冬季低温除磷的稳定性。通过对有机负荷(OLR)、氮负荷(NLR)、进水方式、DO、温度等因素对反应器脱氮效能的影响研究,确定了反应器处理低浓度小城镇污水的工况参数,特别是在冬季低温条件下适宜的运行工况参数。与同类生物膜工艺相比,反应器具有效能高、投资运行成本低、管理简便的特征。研究得出如下主要结论: ①负荷影响试验表明:反应器在25℃,有机负荷Nv≤1.44kgCOD/(m3?d),氮负荷≤0.36 kgN/(m3?d),DO=4.0mg/L,HRT=2.0小时,挂膜密度为30%时,可使进水COD浓度为120mg/L,NH4+-N为27 mg/L,TN为30.0 mg/L的低浓度小城镇污水,出水COD为17～34 mg/L,NH4+-N为0.6～6.4mg/L,TN为10.8～19.2mg/L,NH4+-N去除率为73.3%～97.8%,TN去除率为31.4%～67.1%,达到一级排放标准,反应器具有较强的同时硝化反硝化能力。比同类反应器脱氮效能提高30%。 ②进水方式影响试验表明,当有机负荷Nv≤0.36 kgCOD/(m3?d),氮负荷≤0.09 kgN/(m3?d)时,生物膜反应器进水宜采用分点进水方式,可提高碳源的利用率。 ③DO影响试验表明:反应器DO最佳范围为4.0 mg/L～6mg/L,不同负荷及温度对应的最佳DO不同。 ④冬季脱氮试验表明:生物膜反应器在冬季(5～8℃)低温条件下,当有机负荷0.48 kgCOD/(m3?d),氮负荷0.12kgN/(m3?d),DO=6.0mg/L,HRT=6.0小时,可使进水COD浓度为120mg/L,NH4+-N为27 mg/L,TN为30.0 mg/L的低浓度城镇污水,出水COD≤35mg/L,NH4+-N≤3.3mg/L,TN≤19mg/L,达到一级排放标准。 ⑤除磷试验表明:通过间歇曝气及排泥,强化了连续流生物膜反应器的除磷效果,与连续曝气时相比磷去除率提高25%,改善了连续流生物膜反应器除磷效率较低的问题。 ⑥在冬季(t=5～8℃),采用“多级生物膜反应器+填料层”组合工艺的较佳工况为:进水有机负荷0.48kgCOD/(m3?d),氮负荷0.12kgN/(m3?d),DO=6.0mg/L,第一、二级反应器间歇曝气(每级A/O时间比为1.0h/2.0h、好氧时DO=6.0mg/L),第三级反应器连续曝气,HRT=6.5小时(其中生物膜反应器HRT=6.0h,填料层HRT=0.5h),以及及时排出脱落生物膜的方式,出水COD、NH4+-N、TN、PO43- 【关键词】：小城镇 低浓度污水 同时硝化反硝化 低温 除磷
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703.3
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 我国小城镇水环境问题11-13
• 1.1.1 我国小城镇水污染现状11
• 1.1.2 我国小城镇污水的特点11-12
• 1.1.3 适用于小城镇污水处理工艺的特点12-13
• 1.2 污水处理一体化装置（设备)的研究现状13-16
• 1.2.1 污水处理一体化装置（设备)及其特点13
• 1.2.2 适用于小城镇污水处理一体化装置（设备)的研究现状13-15
• 1.2.3 现有小城镇污水处理一体化装置（设备)存在的问题15-16
• 1.3 生物膜法脱氮研究现状与进展16-20
• 1.3.1 传统生物膜法脱氮16-17
• 1.3.2 生物膜法厌氧氨氧化脱氮研究17-18
• 1.3.3 生物膜法同时硝化反硝化脱氮研究18-19
• 1.3.4 生物膜法短程脱氮研究19-20
• 1.4 生物膜工艺研究现状及应用20-22
• 1.4.1 生物膜工艺研究现状20-21
• 1.4.2 生物膜工艺处理低浓度城镇污水的应用21-22
• 1.5 低温污水处理研究现状22-23
• 1.5.1 低水温条件下污水处理存在的问题22-23
• 1.5.2 低温条件下污水处理研究现状23
• 1.6 问题的提出、研究目的及内容23-25
• 1.6.1 问题的提出及研究目的23-24
• 1.6.2 研究内容24-25
• 2 试验材料及方法25-31
• 2.1 试验材料25-26
• 2.1.1 试验用水来源及水质25
• 2.1.2 试验设备及装置25-26
• 2.2 研究及测试方法26-27
• 2.2.1 研究方法26
• 2.2.2 取样说明26-27
• 2.2.3 分析项目及测定方法27
• 2.3 试验安排及装置启动27-31
• 2.3.1 试验安排27-28
• 2.3.2 生物膜反应器挂膜启动28-29
• 2.3.3 生物膜反应器正式运行29-31
• 3 多级生物膜反应器处理低浓度小城镇污水脱氮试验研究31-67
• 3.1 概述31
• 3.2 试验装置及研究方法31-34
• 3.2.1 试验装置31
• 3.2.2 试验方法31-34
• 3.3 试验结果34-62
• 3.3.1 负荷对反应器脱氮效能的影响研究34-39
• 3.3.2 进水方式对反应器效能的影响研究39-44
• 3.3.3 DO 对反应器效能的影响研究44-51
• 3.3.4 温度对反应器效能的影响研究51-62
• 3.4 分析与讨论62-64
• 3.4.1 负荷对反应器效能的影响研究62
• 3.4.2 进水方式对反应器效能的影响研究62-63
• 3.4.3 DO 对反应器效能的影响研究63-64
• 3.4.4 温度对反应器效能的影响研究64
• 3.5 本章小结64-67
• 4 多级生物膜反应器处理低浓度小城镇污水除磷技术研究67-79
• 4.1 概述67-70
• 4.1.1 生物除磷机理67-69
• 4.1.2 化学除磷69
• 4.1.3 实现生物膜法除磷的条件69
• 4.1.4 除磷方案的确定69-70
• 4.2 生物强化除磷试验70-74
• 4.2.1 试验装置70
• 4.2.2 研究方法70-71
• 4.2.3 试验结果71-74
• 4.2.4 分析与讨论74
• 4.3 滤柱除磷试验74-76
• 4.3.1 试验装置74-75
• 4.3.2 研究方法75
• 4.3.3 试验结果75-76
• 4.3.4 分析与讨论76
• 4.4 本章小结76-79
• 5 一体化多级生物膜污水处理设备研究79-85
• 5.1 一体化多级生物膜设备技术方案79
• 5.2 一体化多级生物膜设备技术特点79-80
• 5.3 设备构造及技术参数80-82
• 5.3.1 设备构造80-81
• 5.3.2 主要参数81-82
• 5.4 一体化多级生物膜处理设备经济性分析82-85
• 6 结论85-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-95
• 附录95-96
• 独创性声明96
• 学位论文版权使用授权书96

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