曝气生物滤池同步硝化反硝化脱氮试验研究

摘要

近几年，尽管我国加大了水污染治理的投入力度，但水环境污染依然严重。根据我国的具体国情，开发一种能耗低、脱氮效果好的污水处理工艺具有重要的意义。曝气生物滤池集生物氧化与固液分离于一体，省去了二沉池，具有投资省、能耗低的优点。本文对曝气生物滤池处理哈尔滨工业大学二校区生活污水进行了试验研究，重点考察了水力负荷、气水比、pH值和COD/NH3-N/TP对曝气生物滤池同步硝化反硝化脱氮效果的影响。
　　试验结果表明：当水力负荷为0.5m3/(m2·h)、气水比为2:1及pH值在7.0-8.0范围内，系统取得了良好的同步硝化反硝化脱氮效果。COD去除主要发生在滤料高度0-60cm区域，该区域COD去除率占总去除率的88.9％，去除氨氮的硝化细菌主要分布在滤料高度40cm以上区域。COD/NH3-N对 NH3-N和TN的去除效果影响显著，随着 COD/NH3-N的升高，系统对 NH3-N的去除率呈下降趋势，当COD/NH3-N为8时，TN的去除效果最佳，去除率为54.9%。COD去除率随着COD/TP的升高而降低，当COD/TP小于100/0.4时，系统出水 COD浓度小于50mg/L；进水 COD/TP在100/1.0-100/0.6范围内，系统对NH3-N的去除效果比较稳定，出水 NH3-N浓度波动较小，稳定在3.2mg/L左右，NH3-N去除率高达90%，当COD/TP为100/0.4时，TP不足限制了微生物的生长代谢，成为抑制生物硝化的关键因素之一。
　　本文采用气水联合的方式对曝气生物滤池进行反冲洗，反冲洗后曝气生物滤池的处理效能有不同程度的下降，碳化异养菌和硝化自养菌的恢复能力较强，但反硝化细菌在试验期间内的恢复能力较弱。本文对曝气生物滤池去除有机物的动力学模型进行了推导，通过对大量试验数据的分析，建立了曝气生物滤池去除有机物的动力学方程。

目录

曝气生物滤池同步硝化反硝化脱氮试验研究

EXPERIMENTAL RESEARCH ON SIMULTANEOUS NITRIFICATION AND DENITRIFICATION IN BIOLOGICAL AERATED FILTER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.2 我国污水处理现状

1.3 曝气生物滤池污水处理技术

1.3.1 曝气生物滤池的产生和发展

1.3.2 曝气生物滤池的基本原理

1.3.3 曝气生物滤池的研究进展和工程应用状况

1.3.4 曝气生物滤池的工艺特点

1.4 课题的提出及研究目的和内容

1.4.1 课题的提出

1.4.2 研究目的和内容

1.1 我国的水资源状况

第2章 试验装置与方法

2.1 试验装置

2.2 试验用水

2.3 试验仪器及分析方法

2.3.1 试验仪器

2.3.2 分析项目和检测方法

2.4 试验方案

第3章 曝气生物滤池的挂膜启动研究

3.1 曝气生物滤池的挂膜启动方法

3.2 曝气生物滤池的启动过程分析

3.2.1 挂膜启动期间对COD的去除效果

3.2.2 挂膜启动期间对NH3-N的去除效果

3.2.3 挂膜启动期间对TN的去除效果

3.3 本章小结

第4章 运行条件对曝气生物滤池脱氮效果的影响

4.1 水力负荷对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.1.1 水力负荷对COD去除效果的影响

4.1.2 水力负荷对NH3-N去除效果的影响

4.1.3 水力负荷对TN去除效果的影响

4.1.4 水力负荷对出水NOX-N浓度的影响

4.2 气水比对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.2.1 气水比对COD去除效果的影响

4.2.2 气水比对NH3-N去除效果的影响

4.2.3 气水比对TN去除效果的影响

4.2.4 气水比对出水NOX-N浓度的影响

4.3 pH值对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.3.1 pH值对COD去除效果的影响

4.3.2 pH值对NH3-N去除效果的影响

4.3.3 pH值对TN去除效果的影响

4.3.4 pH值对出水NOX-N浓度的影响

4.4 滤料层高度对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.4.1 pH值沿滤料层高度变化情况

4.4.2 COD沿滤料层高度变化情况

4.4.3 NH3-N沿滤料层高度变化情况

4.4.4 TN沿滤料层高度变化情况

4.4.5 无机含氮化合物沿滤料层高度变化情况

4.5 COD/NH3-N/TP对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.5.1 COD/NH3-N对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.5.2 COD/TP对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

4.6 本章小结

第5章 曝气生物滤池反冲洗特性研究

5.1 反冲洗方式

5.2 气水联合反冲洗机理

5.3 反冲洗周期的确定

5.4 反冲洗强度和时间的确定

5.5 反冲洗对同步硝化反硝化脱氮效果的影响

5.6 本章小结

第6章 曝气生物滤池有机物去除动力学模型研究

6.1 动力学模型的推导

6.2 动力学常数的解析及确定

6.3 模型的验证

6.4 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢