投加悬浮填料的泥层过滤反应器处理生活污水的试验研究

摘要

针对分布极为分散、较难实现集中处理且具有污染性的废水，如小区生活污水、医院污水、中小学污水以及农村人畜生活污水等废水，高效的污水处理工艺的技术开发和应用仍然较为滞后，导致这些污水直接流入水体，引起环境的严重污染。因此，研发简单、紧凑、高效、稳定、经济的新型污水处理工艺，使得处理后的废水水质稳定，具有非常重要的现实意义。
　　 本试验的处理工艺是将活性污泥法与生物膜法相结合而形成的，该工艺由于同时存在悬浮态微生物与附着态微生物，使得系统中微生物数量较大、种群较多，提高了系统的有机负荷去除效率，减少了污泥产量，处理效果良好、稳定，而且占地面积小，降低了投资成本。
　　 本试验利用本课题组研究开发的泥层过滤反应器，选用K3型悬浮填料作为反应器的填料，研究其挂膜、有机物去除和脱氮的问题。本试验以青岛理工大学北院食堂及家属院小区的生活污水为处理对象，主要针对投加悬浮填料并挂膜后，泥层过滤反应器对CODcr去除能力、氨氮去除能力、总氮去除能力以及污泥减量效能进行试验研究，探讨了投加悬浮填料并挂膜后该反应器可能的稳定承载负荷。主要试验结果如下:
　　 (1)以生活污水为进水，该反应器实现了低容积负荷下的快速启动。在反应器内接种青岛市团岛污水处理厂的二沉池污泥，控制进水容积负荷在0.2～1.0kgCODcr/(m3·d)的情况下，15天内污泥培养驯化成功，CODcr的去除率达到了80％，出水CODcr浓度达到70mg/L左右。
　　 (2)在室温下，用上述污泥在反应器内进行挂膜，12天悬浮填料挂膜成功，挂膜周期短。挂膜后反应器出水水质清澈、稳定，CODcr、NH3-N去除效果稳定。CODcr去除率在85％左右，出水CODcr浓度在65mg/L左右。NH3-N去除率在98％左右，出水NH3-N浓度在1mg/L以下。
　　 (3)投加悬浮填料并挂膜后反应器具有良好的除碳效能。反应器可达到7.0kgCODcr/(m3·d)的容积负荷并可以在该负荷下稳定运行，而常规好氧生物处理工艺容积负荷通常都小于2.0kgCODcr/(m3·d)，从而证实了该反应器可以适应高容积负荷。
　　 (4)投加悬浮填料并挂膜后反应器具有良好的脱氮能力。反应器NH3-N去除率达到99％，出水NH3-N浓度在1mg/L以下，TN去除率在40％～55％之间，出水TN浓度在25～30mg/L之间。
　　 (5)反应器具有良好的污泥减量效能。投加悬浮填料并挂膜后反应器排出的污泥体积比普通活性污泥法减少38％～58％。
　　 泥层过滤反应器投加悬浮填料并挂膜后，将活性污泥法和生物膜法有机的结合起来，突破了传统活性污泥工艺的低负荷瓶颈，实现了高效的除碳脱氮，对研发简单、紧凑、高效、稳定、经济的新型污水处理工艺具有指导意义，使用实际生活污水作为反应器进水使该课题更有实际应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及来源

1．1．1 我国水资源现状

1．1．2 我国水污染现状

1．1．3 课题来源

1．2 研究目的及意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 课题特色及应用前景

1．3．1 课题特色

1．3．2 应用前景

1．4 研究内容

1．5 废水生物处理技术

1．5．1 厌氧生物处理

1．5．2 好氧生物处理

1．5．3 生物脱氮原理及工艺

1．5．4 污泥减量化技术

第2章 试验工艺及进水水质特征

2．1 试验工艺简介

2．1．1 反应器的结构简介

2．1．2 工艺流程分析

2．1．3 工艺控制条件

2．2 进水水质特征

第3章 试验材料与方法

3．1 试验材料

3．1．1 试验装置

3．1．2 试验设备仪器

3．1．3 试验用水

3．1．4 接种污泥

3．1．5 填料

3．2 测定项目与分析方法

第4章 投加悬浮填料的泥层过滤反应器试验研究

4．1 反应器启动阶段的试验研究

4．1．1 活性污泥培养驯化阶段的试验研究

4．1．2 悬浮填料挂膜阶段的试验研究

4．2 提高反应器负荷阶段的试验研究

4．2．1 提高反应器负荷阶段运行条件控制

4．2．2 提高反应器负荷阶段的现象及分析

4．2．3 试验数据及结果分析

4．3 反应器可能的稳定承载负荷阶段的试验研究

4．3．1 反应器可能的稳定承载负荷阶段运行条件控制

4．3．2 反应器可能的稳定承载负荷阶段现象观察及分析

4．3．3 试验数据及结果分析

4．4 污泥减量效能的试验研究

4．4．1 污泥减量效能的试验数据

4．4．2 污泥减量化原理分析

4．5 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢