基于复合铁酶促活性污泥和新型悬浮填料强化的城市污水深度脱氮除磷技术研究

摘要

自六十年代以来，水体富营养化成为全球范围内倍受人们关注的环境生态问题，控制和治理氮磷污染是解决水体富营养化问题的根本途径。随着国内氮磷污染的同趋严重，常规脱氮除磷技术已无法满足日益严格的城镇污水排放标准，城市污水深度脱氮除磷技术优化变得十分必要。本课题以传统脱氮除磷工艺为研究对象，通过向活性污泥系统投加铁盐，使铁离子介入微生物生化反应与能量代谢过程，强化铁离子参与电子传递作用与酶促反应激活剂作用，提高生物脱氮除磷效率；通过向活性污泥系统投加新型悬浮填料，提高系统生物量，降低污泥负荷角度，在解决生物脱氮除磷系统硝化自养型硝化微生物与异养型微生物的泥龄矛盾的同时，解决系统硝化负荷问题。
　　 复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷试验研究的结果表明：(1)常温条件下，复合铁酶促活性污泥系统的脱氮除磷效果具有更好的稳定性。当好氧区曝气不足（DO在0.5～1.0mg/l）时，强化系统的氨氮去除率在96.9％，比对比系统高18％；当遭遇负荷冲击时，强化系统的氨氮去除率较对比系统提高9.8％；在破坏性试验的恢复阶段，强化系统硝化功能恢复的更快，强化系统的氨氮去除率比对比系统高9.5％。复合铁酶促活性污泥比硝化速率为3.5mgNH4+-N/g*MLSS·h，比常规活性污泥比硝化速率提高35％。复合铁酶促活性污泥絮体结构更密实，菌胶团较大，呈团状或颗粒状，絮体内部微生物活动活跃，微生物种类更丰富，SOUR和DHA活性亦明显高于对比系统。(2)低温条件下，复合铁酶促活性污泥系统的脱氮除磷及有机物去处效果明显好于传统生物脱氮除磷活性污泥系统，与对比系统相比，强化系统氨氮去除率提高7％，有机物去除率提高4％，强化系统能在一定范围内保持污泥的生物活性，一定程度上增强活性污泥的低温耐受能力。复合铁酶促活性污泥法强化常规系统脱氮除磷的下限温度为5℃。
　　 新型悬浮填料强化活性污泥生物脱氮除磷试验研究的结果表明：(1)常温条件下，当水力停留时间由16h缩短至8h时，复合生物填料活性污泥系统的氨氮去除率为93.1％，传统生物脱氮除磷系统NH4+-N去除率为87.3％，复合生物填料活性污泥系统较对比系统提高6％。(2)在低温条件下，活性污泥对有机污染物、氨氮的去除效果均明显变差，投加填料前，污泥系统的COD去除率为78％，NH4+-N去除率为65％，投加填料后，污泥系统的COD去除率为83％，NH4+-N去除率为79％，COD去除率提高5％，NH4+-N去除率为14％，经计算，填料对有机物和氨氮去除效率分别提高19％和20％。(3)随着长泥龄的硝化细菌在填料上大量优势生长，复合生物填料系统的硝化主体由悬浮污泥转变到生物填料上。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 水环境污染及排放标准

1.1.1 我国水环境污染现状

1.1.2 水环境污染相关标准

1.2 生物脱氮除磷基本原理及其影响因素

1.2.1 生物脱氮基本原理及其影响因素

1.2.2 生物除磷的基本原理及其影响因素

1.3 生物脱氮除磷工艺及研究进展

1.3.1 生物脱氮除磷工艺

1.3.2 生物脱氮除磷工艺的研究进展

1.4 复合式污水生物处理技术

1.4.1 复合式污水生物处理技术原理

1.4.2 复合式污水生物处理工艺形式

1.5 生物铁强化污水处理技术

1.5.1 生物铁法技术原理

1.5.2 生物铁法应用现状

第2章 本课题研究内容及方法

2.1 课题来源

2.2 课题研究目的与意义

2.3 课题研究内容

2.4 水质指标及检测方法

第3章 常温条件下复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷试验研究

3.1 试验装置与试验方法

3.1.1 试验研究对象

3.1.2 试验装置

3.2 复合铁酶促活性污泥的培养与控制

3.2.1 复合铁酶促活性污泥的培养

3.2.2 复合铁酶促活性污泥的控制

3.3 试验结果与讨论

3.3.1 常温条件下复合铁酶促活性污泥工艺小试运行效果的研究

3.3.2 常温条件下复合铁酶促活性污泥脱氮除磷性能及其生物活性的研究

3.3.3 复合铁酶促活性污泥结构分析

3.4 本章小结

第4章 低温条件下复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷试验研究

4.1 试验装置与试验方法

4.1.1 试验研究对象

4.1.2 试验装置

4.2 试验结果与讨论

4.2.1 低温条件下复合铁酶促活性污泥工艺小试运行效果的研究

4.2.2 低温条件下复合铁酶促活性污泥脱氮除磷性能及其生物活性的研究

4.2.3 低温条件下复合铁酶促活性污泥硝化机能研究

4.3 本章小结

第5章 新型悬浮填料强化活性污泥生物脱氮除磷试验研究

5.1 试验装置与试验方法

5.1.1 试验研究对象

5.1.2 试验装置

5.1.3 新型填料

5.2 试验结果与讨论

5.2.1 复合式生物处理工艺小试运行效果研究

5.2.2 复合生物填料活性污泥工艺氮磷转化规律研究

5.3 本章小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 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