一体化多层滤料曝气生物滤池的特性研究

摘要

针对单一滤料曝气生物滤池(BAF)在实际工程应用中存在的诸多弊端，本课题依托国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07206-002)中的子课题“东江高速都市化支流区水污染系统控制技术集成研究与工程示范”，以火山岩、粉煤灰陶粒和聚丙乙烯泡沫滤珠三种代表性的BAF滤料组成多层滤料，并将滤料层分为缺氧层和好氧层，构建了一体化多层滤料BAF工艺。并以深圳某污水厂的原水为处理对象，考察了该BAF工艺挂膜启动的特性、工艺运行参数的优化，以及污染物、生物膜量和TTC-脱氢酶活性沿滤料层的变化规律，并与单一滤料BAF对城镇污水的处理效能做了对比研究。
　　 BAF挂膜试验表明，采用复合挂膜法启动，28 d即可挂膜成功。之后由于穿孔曝气管曝气不均匀，导致生物膜发生了严重脱落。对曝气系统进行改进后，采用两阶段复合挂膜法重新启动，15d即可挂膜完成，且在试验水温为12～25℃，回流比为1∶1，气水比为3～5，水力停留时间为26～78 min工况下，该工艺对COD、SS、NH3-N和TN的去除率分别稳定在70％、87％、97％、51％左右。
　　 本试验系统地研究了水力负荷、气水比、回流比对该BAF工艺污染物处理效能的影响，确定该工艺最佳的工艺参数为:水力负荷为1.7～2.2m3/m2·h，气水比为3∶1，回流比为1∶1。在最佳工艺参数条件下，系统对COD、SS、NH3-N和TN的平均去除率去分别为71％、84％、91％、53％。
　　 污染物沿滤层高度的变化规律研究表明:COD的去除主要发生在火山岩-缺氧层和陶粒-好氧层Ⅰ，这两段滤料层对COD的去除率分别占COD总去除率的64.45％和33.89％;NH3-N和SS的去除主要发生在陶粒-好氧层Ⅰ和聚丙乙烯泡沫滤珠-好氧层Ⅱ。
　　 生物膜量和TTC-脱氢酶活性沿滤层高度的变化规律研究表明:生物膜量和TTC-脱氢酶活性在火山岩-缺氧层逐渐上升，在陶粒-好氧层Ⅰ先上升后下降;不同的是，生物膜量在聚丙乙烯泡沫滤珠-好氧层Ⅱ逐渐降低，而TTC-脱氢酶活性先下降后略微上升。从总体上看，在好氧层Ⅰ的生物膜和TTC-脱氢酶活性要高于缺氧区和好氧区Ⅱ对应的量。
　　 多层滤料BAF与火山岩、陶粒BAF的处理效能对比研究发现:多层滤料BAF对SS的去除效果最好;多层滤料BAF与火山岩BAF对NH3-N和TN的去除效果较接近，但优于陶粒BAF;三种滤料BAF对COD的去除效果较接近。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 曝气生物滤池的研究现状与进展

1．1．1 曝气生物滤池的发展简介

1．1．2 曝气生物滤池工作原理及特点

1．1．3 曝气生物滤池的工艺特征和基本类型

1．2 滤料在曝气生物滤池中的核心地位

1．3 滤料的研究进展

1．4 组合滤料曝气生物滤池的研究进展

1．5 曝气生物滤池处理技术在污水处理领域的应用

1．6 本课题的研究目的与内容

1．6．1 研究的目的与意义

1．6．2 研究内容

1．6．3 技术路线

第2章 试验设计与方法

2．1 原水水质及试验分析方法

2．2 试验滤料

2．3 试验装置设计的基本构思

2．4 试验装置及工艺流程

2．5 反冲洗

第3章 一体化多层滤料BAF启动特性研究

3．1 初次挂膜启动方法

3．2 初次挂膜启动期间污染物的去除效果及分析

3．2．1 COD的去除效果

3．2．2 SS的去除效果

3．2．3 NH3-N的去除效果

3．2．4 TN的去除效果

3．3 生物膜脱落原因分析

3．4 重新挂膜

3．5 本章小结

第4章 一体化多层滤料BAF运行参数优化研究

4．1 水力负荷对BAF处理效果的影响

4．1．1 水力负荷对COD去除效果的影响

4．1．2 水力负荷对SS去除效果的影响

4．1．3 水力负荷对NH3-N去除效果的影响

4．1．4 水力负荷对TN去除效果的影响

4．2 气水比对BAF处理效果的影响

4．2．1 气水比对COD去除效果的影响

4．2．2 气水比对SS去除效果的影响

4．2．3 气水比对NH3-N去除效果的影响

4．2．4 气水比对TN去除效果的影响

4．3 回流比对BAF处理效果的影响

4．3．1 回流比对COD和NH3-N去除效果的影响

4．3．2 回流比对TN去除效果的影响

4．4 本章小结

第5章 一体化多层滤料BAF沿程去污特性研究

5．1 COD和SS随滤层高度变化

5．2 不同形态的氮随滤层高度的变化

5．3 生物膜量随滤层高度的变化

5．3．1 磷脂法测生物膜量

5．3．2 生物膜量沿滤层高度的分布

5．4 TTC-脱氢酶活性随滤层高度的变化

5．4．1 TTC-脱氢酶活性的测定方法

5．4．2 TTC-脱氢酶活性沿滤层高度的分布

5．5 本章小结

第6章 多层滤料BAF与单层滤料BAF处理效能对比

6．1 各污染物平均去除率对比分析

6．2 COD去除规律对比分析

6．3 SS去除规律对比分析

6．4 NH3-N去除规律对比分析

6．5 TN去除规律对比分析

6．6 本章小结

结论与建议

1．结论

2．建议

参考文献

致谢

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