碳源梯级利用模式下深度反硝化强化脱氮技术研究

摘要

城镇污水脱氮除磷过程中碳源不足问题一直是水处理行业中亟待解决的关键问题。本课题针对这个问题提出基于碳源梯级利用模式的深度反硝化脱氮除磷新工艺，即污水中的碳源先在厌氧阶段被聚磷菌利用释磷后，进入初级缺氧阶段被反硝化菌利用进行反硝化反应，这时污水中易被生物利用的碳源几乎消耗殆尽，再进入水解酸化阶段，剩余的不容易被生物利用的碳源将转化成为易被生物利用碳源，随后进入二级缺氧反应阶段进行深度反硝化，同时由于反硝化聚磷菌的存在，利用生物体内碳源在反硝化的同时进行过量吸磷，既保证了碳源的供给，又完成了磷的过量摄取。这样可以解决碳源不足问题，及由于碳源过多进入好氧阶段造成异养菌与自养菌的竞争问题。
　　本工艺采用双污泥系统，即硝化污泥和反硝化聚磷污泥存在于两个完全独立的污泥循环系统，利于各功能菌群独立发挥各自优势。在室温下启动反应器，并在室温下对系统运行参数进行调整与优化，包括硝化液回流比（R）、污泥回流比（r）和水力停留时间（HRT）的优化研究，确定系统运行最优工况。
　　研究结果表明，硝化液回流比R2≤160％时，系统对COD、TP和TN的去除效果随着硝化液回流比R2的升高而升高，在R2=160%时达到最大值，3种污染物的去除率分别为78.8%、88.0%和80.5%，而当R2=200%时，厌氧池释磷恶化，COD利用率降低，整个系统脱氮除磷效果不理想；污泥回流比r≤80%时，系统对COD、TP和TN的去除效果随着污泥回流比r的升高而升高，在r=80%时达到最大值，3种污染物的去除率分别为82.4%、90.8%和83.7%，而当r=100%时，污水实际H RT缩短，污泥浓度过高且易沉积，影响了整个系统脱氮除磷效果；HRT从24.00h缩短到16.00h后，系统仍有较好的脱氮除磷效果，TP和TN的去除率分别为80.7%和84.6%；而当HRT进一步缩短到12.00h后，厌氧段释磷量和缺氧池2反硝化除磷效果大幅度下降，好氧池硝化效果逐渐变差，此时TP和TN的去除率分别为45.3%和70.7%。故系统运行最优工况为R1=40%、R2=160%、r=80%，对于HRT而言，可考虑将厌氧池HRT缩短至1.50h左右，缺氧池1HRT控在2.00h左右，水解酸化池HRT控制在5.50左右，缺氧池2HRT控制在3.00h左右，接触氧化池HRT控制在4.00h左右。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 课题研究的主要内容

第2章 试验材料与方法及反应器的启动

2.1 试验装置及流程

2.2 试验用水及水质

2.3 主要仪器和分析监测方法

2.4污泥驯化培养及系统的快速启动

2.5 本章小结

第3章 硝化液回流比对污染物去除效能的影响及其优化研究

3.1 引言

3.2 试验运行条件

3.3 硝化液回流比对COD去除效果的影响

3.4 硝化液回流比对TP去除效果的影响

3.5 硝化液回流比对NH4+-N去除效果的影响

3.6 硝化液回流比对TN去除效果的影响

3.7 本章小结

第4章 污泥回流比对污染物去除效能的影响及其优化研究

4.1 引言

4.2 试验运行条件

4.3 污泥回流比对COD去除效果的影响

4.4 污泥回流比对TP去除效果的影响

4.5 污泥回流比对NH4+-N去除效果的影响

4.6 污泥回流比对TN去除效果的影响

4.7 本章小结

第5章 水力停留时间对污染物去除效能的影响及其优化研究

5.1 引言

5.2 试验运行条件

5.3 水力停留时间对COD去除效果的影响

5.4 水力停留时间对TP去除效果的影响

5.5 水力停留时间对NH4+-N去除效果的影响

5.6 水力停留时间对TN去除效果的影响

5.7 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢