投料A/O工艺生物接触氧化法处理城市生活污水的中试研究

摘要

为了缓解我国日益恶化的水体污染问题，我国颁布了更加严格的生活污水排放标准，同时加强了城市污水处理厂的建设和改造。对于我国南方低浓度、低C/N比的城市污水处理，传统脱氮除磷工艺中存在着许多问题，在利用活性污泥法处理该类城市污水时，往往遇到脱氮和除磷微生物相互竞争有机碳源的情况，造成我国南方城市污水处理厂的脱氮除磷效果不是很理想。开发一种既脱氮效果好，特别是对低浓度生活污水有较好的脱氮效果；又简便节能、适合我国国情的生物脱氮除磷工艺是当前我国污水处理技术的热点之一。A2/O工艺流程简捷、管理方便、运行稳定；而生物接触氧化法可以提高传统工艺的处理效率，增强系统的抗冲击能力，所以试验采用投料A2/O工艺生物接触氧化法对广州市城市生活污水脱氮除磷的处理效果进行研究。
　　 试验反应装置用钢板焊接制成，长10．2m，宽3．4m，有效水深5．5m，总容积为190m3。厌养池、缺氧池、好氧池及二沉池之间由穿孔墙连接，整个系统通过水的重力流来运转。采用直径为100mm的球形填料，填料的比表面积为100㎡/m3，空隙率大于90％，密度约小于水，曝气时可以在曝气池内流化，停留时可以浮于水面。试验考察了硝化液回流比、污泥回流比、溶解氧浓度及进水量负荷对投料A2/O工艺生物接触氧化法处理效果的影响。
　　 试验结果表明：填料的投加能够增强A2/O工艺的处理能力，保持稳定的出水水质。硝化液回流比R对COD和TP的去除影响较小，对TN的去除影响较大。硝化液回流比过小，反硝化所需的硝酸盐不足，TN的去除率较抵；TN的去除率随着硝化液回流比的增大而增大，但到一定程度增大趋势变缓。硝化液回流比大，运行成本就高。考虑到运行成本及出水水质，硝化液回流比R在200％时，处理效果最佳。微生物在填料表面生长形成的生物膜，可以增加微生物的接触面积，提高污泥浓度，在较小的污泥回流比的情况下也能有较好的处理效果，系统的污泥回流比在75％处理效果最好。DO对脱氮除磷都很重要，系统在DO为1．5mg/L～2mg/L左右时，系统整体处理效果最好。
　　 填料表面的生物膜内部出现氧浓度梯度，为同步硝化反硝化（SND）创造了条件。反应器好氧区有明显的SND现象，试验中的SND现象可以用微环境理论和微生物学理论解释。在DO浓度较低情况下，氧的扩散能力不强。由于生物膜内部存在着溶解氧浓度梯度，从外至内生物膜可以分为好氧层、缺氧层和厌氧层。生物膜内部的缺/厌氧层存在着大量的反硝化菌，使得反硝化脱氮在这里得以进行。总之，生物膜内部溶解氧浓度梯度的存在是系统进行同步硝化反硝化的关键因素。DO在1．5mg/L左右时，好氧区TN损失最多，同步硝化反硝化效果最好；DO浓度过高，氧的穿透能力强，破坏了生物膜中的反硝化环境，同步反硝化不能进行。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1 水污染与控制

1.1.1 我国城市水污染现状

1.1.2 氮磷污染严重

1.1.3 水污染恶化的原因

1.1.4 水污染防治对策

1.2 城市污水处理脱氮除磷技术研究

1.2.1 脱氮除磷处理技术机理

1.2.2 城市污水处理工艺

1.3 生物接触氧化法处理城市污水

1.3.1 生物接触氧化法原理及特征

1.3.2 生物接触氧化法工艺的发展历史

1.3.3 悬浮填料生物接触氧化法的特点

1.4 研究目的意义与内容

1.4.1 研究目的及意义

1.4.2 研究内容

第二章 试验装置及方法

2.1 试验装置和方法

2.1.1 试验装置

2.1.2 分析方法

2.1.3 主要分析仪器设备

第三章 工艺运行结果分析

3.1 A2/O工艺的运行结果

3.1.1 A2/O工艺对COD处理效果

3.1.2 A2/O工艺对氮的处理效果

3.1.3 A2/O工艺对磷的处理效果

3.2 投料A2/O工艺的运行结果

3.2.1 挂膜启动

3.2.2 投料A2/O工艺对COD处理效果

3.2.3 投料A2/O工艺对氮的处理效果

3.2.4 投料A2/O工艺对磷的处理效果

3.3 本章小结

第四章 投料A2/O工艺生物接触氧化法影响因素试验

4.1 环境因素对工艺脱氮效果的影响

4.1.1 环境因素对硝化的影响

4.1.2 环境因素对反硝化的影响

4.2 环境因素对工艺除磷效果的影响

4.3 硝化液回流比R对出水效果的影响

4.3.1 硝化液回流比R对COD的影响

4.3.2 硝化液回流比R对脱氮的影响

4.3.3 硝化液回流比R对除磷的影响

4.4 污泥回流比r对出水效果的影响

4.4.1 污泥回流比r对COD的影响

4.4.2 污泥回流比r对脱氮的影响

4.4.3 污泥回流比r对除磷的影响

4.5 溶解氧DO对出水效果的影响

4.5.1 DO变化对COD处理效果的影响

4.5.2 DO变化对氮处理效果的影响

4.5.3 DO变化对磷处理效果的影响

4.6 抗冲击试验

4.7 本章小结

第五章 试验工艺中同步硝化反硝化脱氮的研究

5.1 同步硝化反硝化(SND)

5.1.1 同步硝化反硝化机理

5.1.2 同步硝化反硝化影响因素

5.2 反应器中的同步硝化反硝化现象

5.3 溶解氧(DO)对同步硝化反硝化的影响

5.4 本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢