序批式生物膜法对生活污水脱氮除磷的试验研究

摘要

随着水体“富营养化”问题的日益突出，污水排放标准的不断紧缩。以控制富营养化的脱氮除磷已成为当今污水处理领域的研究热点之一。反硝化除磷是目前广受关注的污水生物处理新技术，基于该理论开发的厌氧/缺氧/好氧SBBR反硝化除磷工艺能减少有机碳源投加量、剩余污泥产量，并减小反应器的容积。这对于提高低C/N比值城市污水的脱氮除磷具有非常重要的意义。 序批式生物膜法(SBBR)是在SBR的基础上发展起来的一种处理工艺，该工艺具有良好的脱氮除磷性能。本课题以人工模拟生活污水为处理对象，利用SBBR反应器实现废水的同时脱氮除磷，考察了SBBR系统对污水中有机物、氮和磷的去除效果。在系统稳定运行基础上，探讨了进水COD/TN、缺氧段硝酸盐浓度等因素对SBBR系统氮磷去除效果的影响。 系统采用厌氧/缺氧/好氧的运行方式。着重考察了系统反硝化除磷的效果，系统运行工况设定为：厌氧120min、缺氧90min、好氧210min、沉淀20min、排水10min。系统温度20～25℃，水力停留时间为26h，容积负荷为0.3kgCOD/(m3·d)稳定运行的SBBR工艺具有良好的反硝化脱氮除磷性能。在进水COD、磷酸盐和氨氮浓度分别为：378mg/L、8.13mg/L、21.6mg/L的条件下，出水COD、磷酸盐和氨氮浓度分别为：60.2mg/L、0.9mg/L、0.54mg/L，相应去除率分别达到：84％、88.9％、97％，有效的解决了废水中COD浓度低导致同步脱氮除磷过程中有机物不足的问题。同时，也证明了SBBR工艺具有反硝化除磷能力。 在缺氧段，不同的NO3-浓度、COD浓度、温度、C/N比对反硝化除磷有着不同的影响，试验数据显示，缺氧段NO3-投加量为30mg/L，磷酸盐去除效果最好，去除率达到27％；在该段COD浓度小于100mg/L时，磷酸盐去除率较高；反应器温度保持在25℃，系统反硝化除磷效果较好。通过分析进水C/N比对氮磷去除的影响，得出最优的C/N比范围为6～10。当进水C/N比高于10时，因为缺少氮源导致不完全的去磷；当进水C/N比低于6时，出现硝酸盐过剩现象，影响出水TN的浓度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.2水体中氮磷的来源及其危害

1.3污水生物脱氮除磷理论及工艺技术现状

1.3.1传统生物除磷机理

1.3.2传统生物脱氮机理

1.3.3生物除磷脱氮联合工艺技术现状

1.4反硝化除磷脱氮新技术的研究现状

1.4.1反硝化除磷脱氮机理

1.4.2反硝化除磷工艺影响因素

1.5 SBBR污水处理技术的研究进展

1.5.1序批式活性污泥法与生物膜相结合的理论依据

1.5.2 SBBR工艺的产生与特点

1.5.3 SBBR工艺在国内外研究和应用现状

1.6本课题的研究目的和研究内容

1.6.1课题研究目的

1.6.2课题研究内容

第二章试验材料与试验方法

2.1试验装置与设备

2.1.1试验装置

2.1.2试验用水

2.1.3水质监测分析方法和设备

2.2生物膜的培养与驯化

2.2.1生物填料的选择

2.2.2生物膜的好氧培养驯化

2.2.3生物膜的厌氧/缺氧/好氧培养驯化

第三章SBBR反应器中反硝化除磷菌的富集

3.1厌氧/好氧条件下系统工艺参数的确定

3.1.1厌氧时间的确定

3.1.2好氧时间的确定

3.1.3沉淀时间的确定

3.1.4单级SBBR在厌氧/好氧条件下运行最佳工况的确定

3.2 SBBR反应器在厌氧/缺氧/好氧工况运行下的结果分析

3.2.1 COD去除特性

3.2.2 PO43-的去除特性

3.2.3NH3-N、TN的去除特性

3.2.4稳定状态下的生物量

3.3本章小结

第四章SBBR系统反硝化除磷试验结果及分析

4.1反硝化除磷试验结果与分析

4.1.1厌氧段试验结果与分析

4.1.2缺氧段试验结果与分析

4.1.3好氧段试验结果与分析

4.2反硝化除磷影响因素试验分析

4.2.1不同NO3-浓度对缺氧段反硝化除磷的影响

4.2.2 COD浓度对缺氧段反硝化除磷的影响

4.2.3温度对缺氧段反硝化除磷的影响

4.2.4 C/N比对缺氧段反硝化除磷的影响

4.3本章小结

第五章SBBR法动力学分析

5.1活性污泥动力学

5.2 SBBR反应器动力学模型

结论及建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致 谢