BAF处理低浓度生活污水的试验研究

【摘要】： 本课题就目前火电厂生活污水处理领域存在的主要问题，首次提出采用一段式好氧曝气生物滤池(BAF)工艺处理电厂低浓度生活污水。以球形轻质陶粒滤料作为曝气生物滤池的生物载体，在小试的基础上，对BAF工艺进行了系统的试验研究。针对目前火电厂循环冷却水的回用水质要求，用火电厂生活污水作为处理对象，进行了中试规模的试验研究。以大量的试验数据和理论分析作为依据，为火电厂低浓度生活污水的处理与回用，提供了一种投资低、运行费用省、管理方便的新选择。 通过小型试验，对曝气生物滤池处理性能进行了分析研究。主要对曝气生物滤池去除COD、BOD_5、氨氮、SS的效果及其影响因素进行了研究。结果表明：采用粒径大小为3～6mm的陶粒为曝气生物滤池的滤料，影响曝气生物滤池工作性能的主要因素有：填料层高度、气水比、水力负荷及有机负荷等。对于填料层总高度为2m的上向流式曝气生物滤池，降解COD的最佳填料层高度在距底部80cm处；硝化氨氮的最佳床层高度在距低部60～120cm处；大部分悬浮物均在距底部40cm处被去除。曝气生物滤池具有良好的硝化性能，在气水比为3：1的条件下，当水力负荷为1.13m~3／m~2．h时，若使出水氨氮10mg／1，则反应器能承受的最大进水氨氮负荷在0.5 kgNH_4~+-N/m~3(滤料)．d左右；COD去除率与水力负荷之间并不是简单的线性关系，存在一个最佳的水力负荷。当平均进水有机物浓度在71.8～126.6mg/L之间，气水比为3：1时，最佳水力负荷在1.69～2.82m~3／m~2．h之间，有机物平均去除率为86.3％，出水平均有机物浓度为13.4mg／L；当水力负荷为2.82m~3／m~2．h时，若使出水COD小于30mg/L，反应器所能承受的最大进水有机负荷为4.5kgCOD/m~3(滤料)．d；在水力负荷一定的条件下，进水有机负荷越高出水有机物浓度亦有所增加，但总的去除率基本不变，说明曝气生物滤池具有良好的抗冲击负荷的能力。 对曝气生物滤池的反冲洗方式、反冲洗强度及反冲洗周期等工况进行了研究。结果表明：采用先气洗再气．水联合反冲洗最后水漂洗的方式反冲洗效果好。反冲洗参数为：单独气冲的强度为12～14L／(m~2．s)，历时3min；气-水联合冲洗时， 西安建筑科技大学硕士学位论文 水冲强度为7L/(m 2.5)左右，气冲的强度维持不变，历时为6min;用水漂洗时的 强度为gL/(m，.5)左右，历时6min。 以火力发电厂生活污水作为处理对象的中试试验研究结果表明:采用一段 式曝气生物滤池处理工艺，在电厂现有水质条件下，最佳运行工况是:水力负荷 3m3/m 2.h，气水比(1.5一2):l，出口溶解氧大于smg/L，反冲洗周期为72一144 小时。滤池对电厂生活污水中COD、BODS、氨氮、55、CODM。的平均去除率 分别为:78.21%、82.53%、86.97%、85.82%、69.58%相应出水平均水质为: 14.17m创L、3.72m叭、0.4m留L、3.67m留L、2.6lm留L满足污水回用于以合金 铜管为凝汽器管材的循环冷却水水质要求。 通过对BAF处理工艺与SBR处理工艺的技术经济分析，结果表明:按电厂 实际生活污水水量4800m3/d计，采用BAF处理工艺单位投资为1046元/m 3.d;单 位直接运行成本为0.257元/m3，年纯经济效益为:46.95万元;具有一次投资小、 运行费用低、年经济效益高等优点，有良好的技术经济性。 【关键词】：曝气生物滤池 火电厂 生活污水 回用 循环冷却水
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703
【目录】：

• 目录7-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 生活污水处理研究和应用领域共同关注的问题10-11
• 1.2 生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展11-20
• 1.2.1 生物膜法净化污水机理11-12
• 1.2.2 新型好氧生物膜法处理技术-曝气生物滤池(BAF)12-20
• 1.2.2.1 曝气生物滤池的发展背景12-13
• 1.2.2.2 曝气生物滤池的工艺原理及主要工艺形式13-16
• 1.2.2.3 曝气生物滤池的研究进展和应用情况16-19
• 1.2.3.4 曝气生物滤池存在的主要问题19-20
• 1.3 课题的提出20-21
• 1.4 研究的目标及内容21-22
• 1.4.1 研究目标21
• 1.4.2 主要研究内容21-22
• 2 BAF处理低浓度生活污水的小试试验研究22-43
• 2.1 试验材料与方法22-25
• 2.1.1 试验材料22-23
• 2.1.2 试验用水23
• 2.1.3 试验方法及工艺流程23
• 2.1.4 常规分析项目23-25
• 2.3 曝气生物滤池的启动与运行试验结果25-27
• 2.3.1 曝气生物滤池的启动25-26
• 2.3.2 曝气生物滤池运行试验结果26-27
• 2.4 影响曝气生物滤池工作性能的主要因素27-40
• 2.4.1 填料层高度对BAF工作性能的影响27-31
• 2.4.1.1 床层高度对SS去除效果的影响27-28
• 2.4.1.2 床层高度对COD去除效果的影响28-29
• 2.4.1.3 床层高度对氨氮去除效果的影响29-30
• 2.4.1.4 床层高度对有机物及氨氮去除负荷的影响30-31
• 2.4.1.5 溶解氧随床层高度的变化31
• 2.4.2 气水比及溶解氧(DO)对有机物和氨氮去除负荷的影响31-33
• 2.4.2.1 气水比对有机物去除负荷的影响31-32
• 2.4.2.2 BAF出口DO浓度与有机物和氨氮去除负荷的关系32-33
• 2.4.3 水力负荷对BAF工作性能的影响33-36
• 2.4.3.1 水力负荷对有机物去除效果的影响34
• 2.4.3.2 水力负荷对SS去除效果的影响34-35
• 2.4.3.3 水力负荷对氨氮去除效果的影响35-36
• 2.4.4 进水有机负荷和氨氮负荷对BAF性能的影响36-38
• 2.4.4.1 进水有机负荷对有机物去除效果的影响36-37
• 2.4.4.2 进水氨氮负荷对氨氮去除效果的影响37-38
• 2.4.5 BAF的反冲洗38-40
• 2.4.5.1 反冲洗的机理和反冲方式38-39
• 2.4.5.2 反冲洗周期的确定39-40
• 2.4.5.3 反冲洗气水强度的确定40
• 2.5 本章小结40-43
• 3 火电厂低浓度生活污水处理回用于循环冷却水的中试研究43-51
• 3.1 试验材料及方法43-45
• 3.1.1 试验材料43
• 3.1.2 试验用水43-44
• 3.1.3 试验方法及工艺流程44
• 3.1.4 试验仪器及测试方法44-45
• 3.2 回用水质要求45-46
• 3.3 中试试验运行结果与讨论46-50
• 3.3.1 生物膜的培养46-47
• 3.3.2 水力负荷对污染物去除效果的影响47-49
• 3.3.3 在最佳水力负荷下污染物容积负荷对其去除效果的影响49
• 3.3.4 在最佳水力负荷下BAF对COD_(Mn)去除效果的影响49
• 3.3.5 SS的去除及反冲洗参数的确定49-50
• 3.3.6 临界水力负荷的验证50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 生物膜微生物相的观察51-56
• 4.1 实验仪器及方法51-52
• 4.2 好氧生物滤池生物相分析52-53
• 4.3 陶粒填料表面扫描电镜观察53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 技术经济分析56-63
• 5.1 两种工艺的技术分析56-59
• 5.1.1 两种工艺的技术特征简介56-58
• 5.1.2 两种工艺处理流程比较58-59
• 5.2 两种不同处理工艺的经济分析59-61
• 5.2.1 工程建设投资估算59-60
• 5.2.2 运行费用估算60-61
• 5.2.3 工程效益比较61
• 5.3 本章小结61-63
• 6 相关问题探讨63-66
• 6.1 曝气生物滤池对污染物去除特性的探讨63-64
• 6.1.1 对污染物去除机理的探讨63-64
• 6.1.2 对BAF反应器内水力停留时间的探讨64
• 6.1.3 对BAF反应器内氧的传输机理的探讨64
• 6.2 水力负荷对COD去除率的影响64-66
• 7 结论与建议66-69
• 7.1 结论66-68
• 7.2 建议68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

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