A2/O+SNAD组合工艺处理屠宰和肉类加工工业废水

摘要

屠宰和肉类加工工业废水是一类高COD、高氨氮的废水，此类废水可生化性较好，适于采用生物处理。该类废水含有大量高浓度有机化合物、悬浮物、蛋白质、脂肪、病菌及其他碳水化合物，同时废水中N、P含量较高，成分复杂。近年来，随着国家对污染治理力度的加强，对工业废水的排放标准要求愈加严格，部分21世纪初或更早修建的污水处理厂面对新标准显得力不从心，急需升级改造。针对这一现状，研发新的屠宰和肉类加工工业废水生物处理工艺就显得尤其关键。本课题采用短程硝化反硝化除磷与SNAD（短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化）工艺相耦合处理屠宰和肉类加工工业废水。
　　本实验装置采用自行设计研制的A2/O反应器与SNAD反应器联用。在A2/O反应器中运行短程硝化反硝化除磷工艺，通过控制溶解氧和污泥龄完成AOB的筛选和聚集，实现短程硝化的稳定运行，再延长污泥龄富集反硝化聚磷菌，启动反硝化除磷工艺，最终使得大部分的氨氮、COD、TP在A2/O反应器除去。在SNAD反应器中运行短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化工艺，通过控制溶解氧和温度，实现氨氮和总氮的强化去除以及部分COD的去除。本实验反应器运行包括三个阶段。
　　第一阶段A2/O短程硝化反硝化除磷的启动与调试:
　　(1)在进水氨氮为160mg/L，COD为600mg/L的情况下，采用控制好氧区溶解氧在1.0mg/L，污泥龄为5d，温度为23℃的条件下能够快速启动短程硝化并平稳运行，最终出水亚硝态氮浓度达到30.2mg/L，亚硝化率稳定在90％以上。
　　(2)在进水水质发生改变，COD浓度在1000mg/L，氨氮在190mg/L时，沉淀池发生了反硝化，及时调整好氧池溶解氧到2mg/L，补充8.0L的活性污泥，经过两个星期的适应期，最终出水氨氮达到40mg/L，COD为198mg/L。
　　(3)在进水COD浓度在1000mg/L，氨氮在190mg/L，短程硝化正常运行的情况下，通过减小排泥量至1.5L/d，将污泥龄延长至15d，进过20天的培养，成功启动反硝化除磷，缺氧池对磷的吸收量高达20.5mg/L，对磷的吸收去除率已经达到64％，最终出水总磷在8.9mg/L。
　　第二阶段SNAD启动和稳定运行试验:
　　(1)在水温为（30±1）℃，pH为8.0的条件下，进水氨氮浓度保持在50mg/L，采用厌氧氨氧化污泥接种，通过控制折流板反应器每个格室内的曝气量，经过92d的驯化培养，能够启动折流板CANON反应器并稳定运行，反应器出水NH4+和TN的浓度分别达到为1.9mg/L、12.0mg/L，其去除率分别达到94.5％、75％。
　　(2)以模拟A2/O的出水作为SNAD反应器的进水，将进水氨氮浓度保持在50mg/L，COD浓度保持在50mg/L，经过130天，成功启动SNAD反应器，并稳定运行。反应器稳定运行后，NH4+-N、TN、COD的去除率分别为95％、85％、70％。
　　(3)当氨氮浓度在50mg/L时，COD浓度100mg/L的情况下，COD的存在对SNAD反应器无影响，SNAD反应器运行效果良好;当COD浓度在125mg/L时对SNAD反应器有轻微的抑制;当COD升到150mg/L时，COD表现出对SNAD反应器较大程度的抑制。
　　第三阶段短程硝化反硝化除磷与SNAD（短程硝化、厌氧氨氧化、反硝化）工艺相耦合处理屠宰和肉类加工工业废水的试验:
　　(1)在进水COD浓度为1000mg/L，氨氮浓度为190mg/L，总磷为28mg/L的情况下，将A2/O反应器好氧区的溶解氧控制在2.0mg/L，水力停留时间为8.6h，排泥量为1.0L/d;SNAD反应的溶解氧控制在1.0L/min，运行温度控制在30℃左右，水力停留时间为4小时的条件下，组合工艺的出水COD浓度能达到35mg/L，氨氮浓度能达到8.9mg/L，COD的平均去除率达到96％，氨氮的平均去除率达到95％，总磷的平均去除率达到65.7％，总氮去除率达到91.1％。其中氨氮和COD的去除效果达到《肉类加工工业水污染物排放标准》(GB13457-92)的行业一级标准。
　　(2)在本组合工艺中A2/O反应器对COD和氨氮的去除贡献率都大于75％，SNAD反应器对总氮的去除贡献率占到40％。A2/O短程硝化反硝化除磷反应器在污水的脱氮、除COD过程中起主要作用，SNAD起到强化去除总氮、氨氮的作用，保证出水达标。

目录

摘要

主要缩略语及符号

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 屠宰和肉类加工工艺简介

1．1．2 屠宰和肉类加工混合废水的产生及特点

1．2 屠宰和肉类加工工业废水的处理技术简介

1．2．1 活性污泥法

1．2．2 生物膜法

1．2．3 厌氧序批式活性污泥系统

1．2．4 高效厌氧反应器

1．2．5 组合处理工艺

1．3 污水生物脱氮除磷原理

1．3．1 污水生物脱氮机理

1．3．2 污水生物除磷机理

1．3．3 传统生物脱氮除磷工艺

1．4 废水生物脱氮新技术

1．5 反硝化除磷技术

1．5．1 反硝化除磷理论

1．5．2 反硝化除磷工艺

1．5．3 反硝化除磷微生物的研究

1．6 课题研究目的意义和来源

1．7 研究内容

第二章 实验装置与方法

2．1 实验装置

2．2 主要设备和仪器

2．3 试验水质

2．4 实验接种污泥和实验水质

2．5 主要分析项目、监测方法与仪器

第三章 A2／O短程硝化反硝化除磷反应器的启动与调试

3．1 短程硝化控制策略

3．2 短程硝化和反硝化除磷的运行条件

3．3 短程硝化的启动

3．3．1 短程硝化启动阶段氮的去除特性研究

3．3．2 短程硝化启动阶段COD的去除特性研究

3．3．3 短程硝化启动的运行条件分析

3．4 反硝化除磷的启动

3．4．1 反硝化除磷启动阶段工艺参数的确定

3．4．2 磷的沿程去除特性

3．4．3 反硝化除磷过程中沿程COD的变化规律

3．5 本章小结

第四章 SNAD工艺启动及稳定运行

4．1 SNAD运行条件选择

4．1．1 SNAD反应器运行条件

4．1．2 SNAD工艺控制条件

4．2 SNAD启动方案

4．2．1 接种污泥与试验水质

4．3 折流板SNAD工艺的启动试验

4．3．1 CANON工艺启动试验

4．3．2 SNAD工艺启动试验

4．3．3 SNAD反应器沿程氮的转化和COD去除变化

4．3．4 COD对SNAD反应器的影响

4．4 本章小结

第五章 A2／O+SNAD工艺处理屠宰和肉类加工工业废水

5．1 河南某屠宰和肉类加工厂污水处理工艺

5．2 实验装置

5．3 A2／O+SNAD工艺联用处理屠宰和肉类加工工业废水的试验研究

5．3．1 工艺流程及控制策略

5．4 A2／O和SNAD反应器的运行效果与分析

5．4．1 A2／O和SNAD反应器运行效果

5．4．2 A2／O和SNAD组合工艺对污染物处理贡献率分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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