悬浮填料式SBR工艺强化处理高氨氮废水效能研究

摘要

填料式SBR工艺通过向传统SBR反应器中投加填料来实现改造，无需增加构筑物，基建费用较少，运行方式较为灵活，可有效避免污泥膨胀的问题，能够耐受较高的负荷且处理效果稳定，该工艺最大的优点是填料表面生物膜的存在可以强化脱氮效果，并可以通过改变温度、曝气量、污泥龄、pH值、各阶段反应时间长短来进一步强化脱氮效果与除磷过程。
　　为了强化对高氨氮废水的脱氮处理效果，本试验在传统活性污泥SBR工艺的基础上进行改造，通过向SBR反应器投加一定量的悬浮填料，使悬浮填料表面附着一层厚度可观的，活性较高的生物膜。由于填料表面生物膜的生成，增加了SBR反应器内的生物量，更重要的是可以使得世代期较长的细菌如硝酸菌在填料表面累积，这是投加悬浮填料强化脱氮的首要原因。其次，由于生物膜存在一定的厚度，液相的溶解氧在向生物膜内部扩散过程中浓度呈梯度递减，在生物膜的内部形成缺氧甚至厌氧的微环境，为反硝化作用提供了良好的环境条件。
　　(1)经过对比试验确定了挂膜速率较快的填料2作为本试验用填料，其最大挂膜速率可达到1.5 mg/g·d，挂膜成功后的填料表面的生物量可达到35.9 mg/g。通过镜检发现有钟虫、轮虫和后生动物，微生物组成与活性污泥相近。
　　(2)经过挂膜阶段后，稳定期内对不同的进水负荷、由低到高进行了对比试验，试验结果表明即使在高负荷情况下COD、氨氮、总氮平均去除率可达到94％，96％和72％。
　　(3)系统最终出水pH值维持在7.8左右;本试验选择曝气时间8小时;对于溶解氧浓度值的控制首先满足好氧菌对溶解氧的需求，同时又要考虑到维持悬浮填料生物膜内部的厌氧微环境，本试验控制曝气阶段中期溶解氧浓度为4.5mg/L左右;经对比试验确定本试验的C/N比为6;本试验选择SRT在30天左右。

目录

声明

摘要

引言

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．1．1 水体中氮素种类及来源

1．1．2 氮素对环境的危害

1．2 生物脱氮工艺及脱氮微生物研究现状

1．2．1 生物脱氮原理

1．2．2 传统的生物脱氮技术

1．2．3 生物脱氮新工艺及新技术

1．2．4 脱氮微生物的研究现状

1．3 悬浮填料式SBR工艺的概述

1．4 试验研究意义及主要内容

1．4．1 试验的研究意义

1．4．2 试验的主要内容

第2章 试验装置与分析仪器

2．1 试验装置

2．2 试验分析项目、方法

2．3 试验分析仪器

2．4 试验接种污泥及试验用水

第3章 悬浮填料式SBR运行效能分析

3．1 试验的启动与稳定

3．1．1 悬浮填料挂膜方法及过程

3．1．2 悬浮填料挂膜影响因素分析

3．1．3 悬浮填料的选择及填料投加率的确定

3．1．4 悬浮填料生物膜分析

3．2 试验稳定运行期效能分析

3．2．1 稳定运行期污染物去除情况

3．2．2 稳定运行周期内系统pH值变化情况

3．2．3 稳定运行期周期内污染物去除情况

3．3 本章小结

第4章 悬浮填料式SBR系统影响因素分析

4．1 曝气时间对悬浮填料式SBR系统的影响

4．1．1 曝气量与DO的关系

4．1．2 曝气时间对污染物去除的影响

4．2 DO对填料式SBR系统的影响

4．2．1 DO在填料生物膜内的传质过程分析

4．2．2 DO在周期内的变化情况

4．3 C／N比对脱氮效能的影响

4．4 缺氧预接触对填料式SBR系统的影响

4．4．1 缺氧预接触时间的确定

4．4．2 缺氧预接触对污染物去除效能的影响

4．4．3 不同阶段污染物去除量占总去除量的比例

4．5 污泥浓度对填料式SBR系统的影响

4．5．1 填料式SBR工艺污泥浓度增长规律

4．5．2 污泥浓度对COD去除效果的影响

4．5．3 污泥浓度对氨氮、总氮去除效果的影响

4．6 SRT对悬浮填料式SBR系统的影响

4．7 本章小结

第5章 悬浮填料式SBR系统动力学分析

5．1 填料式SBR工艺中底物降解反应动力学分析

5．1．1 填料式SBR工艺中底物降解动力学模型

5．1．2 填料式SBR工艺中底物降解动力学方程的建立及参数的确定

5．2 填料式SBR工艺中生物膜增长动力学分析

5．2．1 填料式SBR工艺生物膜增长动力学模型

5．2．2 填料式SBR工艺中生物膜增长动力学方程的建立及参数的确定

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢