初沉系统中城市污水的碳源流失解析与回收技术研究

摘要

初沉池是一种常规的城市污水厂处理工艺，具有结构简单、运行稳定、处理效果好等优点，但是传统初沉池中颗粒态物质的沉降导致了污水中碳源流失显著，从而制约了污水处理厂后续生物脱氮除磷的效果。与此同时，我国城市污水处理厂普遍存在着污水进水碳源不足的问题，进一步加剧了污水厂对污水水质的净化难度，因此有必要对城市污水中碳源流失途径以及回收利用潜力进行深入研究，进而提出污水中碳源无效流失的控制措施，为实现污水厂强化脱氮除磷奠定理论和技术基础。 本课题是国家“十三五”重点研发计划和陕西省科技统筹重大项目的部分研究内容，针对目前城市污水碳源含量不足以及传统初沉池中碳源流失影响污水脱氮除磷的问题，开展城市污水中颗粒态物质沉降性能与初沉池碳源的回收潜力研究。结果表明，初沉池对污水中SS、TCOD的去除率分别为56.7±7.73%、43.71±5.42%，该部分颗粒物质的沉降是碳源流失的主要因素。对颗粒态物质的可生物降解性进行检测，结果表明污水中易生物降解有机物含量较低，仅占进水 COD的13.1%，而慢速生物降解有机物占51.4%，由此可知，对污水中慢速生物降解有机物进行高效回收，并加速其向易生物降解有机物的转化可充分挖掘碳源的回收潜力。 基于此，本研究构建了一种新型活性初沉池系统，组合搅拌淘洗和污泥发酵工艺，分别控制初沉池机械搅拌速率60 rad/min、污泥回流比5%~10%、污泥停留时间2天，研究结果表明，通过机械搅拌可有效减小污水中颗粒态物质的粒径，从而降低颗粒态物质的沉降速度，同时污泥发酵作用可显著提高污水中优质碳源（SCOD、VFA）的含量，增加了 Bacteroidetes、Clostridium、Lachnospiraceae等功能性微生物种群的分布丰度，将该技术应用于西安市第四污水厂，对其初沉池进行改造，改造后初沉池出水中的SCOD和VFA分别提升了25~35%和55~65%，显著提升了脱氮除磷效果。

目录

声明

1 绪论

1.1 概述

1.2研究背景与意义

1.3技术路线

1.4课题来源

1.5研究内容

2 国内外研究进展

2.1城市污水水质特征

2.2城市污水处理厂初沉池作用

2.3污水处理厂污水碳源利用机理

2.4污泥发酵的碳源回收利用分析

2.5 污水厂初沉池改造技术研究进展

3实验装置的构建及研究方法

3.1新型活性初沉池碳源回收中试系统

3.2 实验方法及污水水质

3.3分析指标与监测方法

4初沉池碳源流失解析及回收潜力分析

4.1西安市第四污水处理厂初沉池碳源去除现状分析

4.2 初沉池沿程污染物变化规律

4.3 初沉池沿程颗粒运动特性研究

4.4初沉池碳源回收潜力分析

5 活性初沉池中碳源转化与释放影响因素分析

5.1机械淘洗强度对初沉池碳源转化与释放的影响

5.2初沉污泥回流比对初沉池碳源回收效率的影响

5.3污泥发酵作用对碳源回收效率的影响分析

6 活性初沉池系统构建与实施效果

6.1 活性初沉池系统的实践应用背景

6.2西安市第四污水处理厂处理效果解析

6.3活性初沉池改造方案

6.4运行效果分析

7结论

致谢

参考文献

附录硕士阶段发表论文