OGO反应器反硝化除磷试验研究

摘要

OGO工艺是本课题组在OCO工艺基础上进行试验分析及改进，形成的一种简易、高效、经济的污水脱氮除磷新工艺。该工艺目前己获得国家实用新型专利(ZL200520010545.7)。本论文结合OGO工艺特点，对该反应系统中的反硝化除磷现象进行了深入的探讨和试验分析。
　　 研究的具体内容如下：
　　 ①研究了OGO系统中的反硝化除磷现象，并对其效果及原理进行了分析；
　　 ②研究了NO3--N、COD、NO2--N等因素对反硝化除磷过程的影响；
　　 ③研究了OGO系统的反硝化除磷机理，并确定相应的参数，推到了反硝化除磷动力学方程。
　　 通过以上试验研究发现：1)聚磷颗粒染色和PHB染色清晰地显示了在反应器的各区聚磷酸盐和PHB的聚集和消失的过程，说明系统中发生了明显的反硝化除磷现象。在进水TP浓度为2.83～6.76mg/L时，系统对TP的平均去除率为84％左右，其中40％左右是由缺氧段去除的；2)当厌氧段存在硝氮时，会对厌氧释磷造成负面影响，通过控制厌氧段硝氮起始浓度5mg/L、30mg/L和55mg/L三个水平的对比试验发现，硝氮浓度越高，聚磷菌厌氧释磷所受的抑制作用越大。3)厌氧段COD浓度越高(从150mg/L,提高到500mg/L)，聚磷菌释磷越充分。4)缺氧段存在外碳源浓度越高(从0mg/L提高到100mg/L)，反硝化速率越大，而吸磷速率反而越小。主要原因是外碳源可优先支持反硝化脱氮而不进行吸磷；5)缺氧段硝氮起始浓度对反应过程影响很大，较低浓度的硝氮会引起先吸磷后又释磷的现象。即当硝氮耗尽后，系统的磷变化曲线出现一个由吸磷转为释磷的转折点，且随着起始硝氮浓度的增加，这个转折点出现的时间向后延迟。试验中硝氮起始浓度为50.04mg/L时吸磷量和吸磷速率都比较高。低于该值时，吸磷量和吸磷速率随着硝氮浓度的提高而增加。硝酸盐浓度充足的情况下(NO-3-N≥50.04mg/L)，缺氧吸磷速率基本不受硝酸盐浓度的影响。6)缺氧段亚硝氮起始浓度对反应过程影响很大，较低浓度的亚硝氮会引起先吸磷后又释磷的现象。当亚硝氮耗尽后，系统的磷变化曲线出现一个由吸磷转为释磷的转折点，且随着起始亚硝氮浓度的增加，这个转折点出现的时间向后延迟。试验中亚硝氮起始浓度为30.07mg/L时吸磷量和吸磷速率都比较高。低于该值时，吸磷量和吸磷速率随着亚硝氮浓度的提高而增加。当亚硝氮浓度高于55.72mg/L时，将会对反硝化吸磷产生严重的抑制作用；7)通过对OGO系统厌氧段、缺氧段的动力学研究和长期的试验数据结果，最终得出厌氧段COD吸收速率常数和磷释放速率常数，缺氧段吸磷速率常数和反硝化速率常数，推导出了COD、TP和硝氮的相关去除动力学方程。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪 论

1.1水环境问题与水体富营养化

1.2污水生物脱氮除磷理论基础及研究进展

1.2.1污水生物脱氮理论及研究进展

1.2.2污水生物除磷理论及研究进展

1.3生物脱氮除磷工艺研究进展

1.3.1A/O工艺系列

1.3.2 Phoredox(Bardenpho)工艺系列

1.3.3序批式反应器(SBR)工艺系列

1.3.4氧化沟工艺系列

1.4反硝化除磷系统的研究现状及进展

1.4.1反硝化除磷理论

1.4.2反硝化除磷工艺

1.5 OGO工艺简介

1.5.1 OCO工艺简介

1.5.2 OGO工艺对OCO工艺的改进

1.6课题的提出和前期研究内容

1.6.1课题的提出

1.6.2研究目的和研究内容

1.6.3前期研究内容

2试验材料与方法

2.1试验装置与流程

2.2研究方法

2.3试验水质及分析测试方法

2.3.1试验水质

2.3.2分析测试方法

3 OGO系统反硝化除磷试验研究

3.1 OGO系统整体运行效果分析

3.1.1 OGO系统整体运行结果统计分析

3.1.2 OGO系统各区对COD的去除效果分析

3.1.3 OGO系统各区对TN的去除效果分析

3.1.4 OGO系统各区对TP的去除效果分析

3.2 OGO系统缺氧段反硝化除磷现象分析

3.2.1 OGO系统缺氧段运行试验分析

3.2.2 OGO系统活性污泥的染色试验

3.3本章小结

4反硝化除磷的影响因素分析

4.1硝酸盐浓度影响下的反硝化除磷的试验研究

4.1.1硝酸盐浓度对厌氧释磷的影响

4.1.2硝酸盐浓度对缺氧吸磷的影响

4.1.3反硝化除磷与脱氮的关系

4.2 COD浓度影响下的反硝化除磷的试验研究

4.2.1 COD浓度对厌氧释磷的影响

4.2.2 COD浓度对缺氧吸磷的影响

4.3亚硝酸盐浓度影响下的反硝化除磷的试验研究

4.3.1试验安排

4.3.2试验结果及分析

4.4本章小结

5 OGO系统反硝化除磷机理的试验研究

5.1反硝化除磷化学计量关系

5.1.1厌氧释磷化学计量关系

5.1.2缺氧吸磷化学计量关系

5.2 OGO系统反硝化除磷动力学

5.2.1物料平衡方程

5.2.2厌氧区COD的去除动力学

5.2.3厌氧区聚磷污泥的释磷动力学

5.2.4缺氧区聚磷污泥的吸磷动力学

5.2.5反硝化动力学

5.3动力学模式的预测与比较

5.4本章小结

6结论和建议

6.1结论

6.2建议

致 谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文