两步脱氮过程的滤池反硝化优化运行及动力学模型研究

摘要

本论文针对污水处理厂面临的总氮去除能力不高开展用于深度处理的反硝化生物滤池技术研究。通过建立实验室小试试验装置，研究分析了反硝化滤池不同运行条件对反硝化脱氮效果的影响，并建立基于Monod模型的反硝化滤池脱氮模型，求出最优参数，并通过反向验证。最终提出了优化的工艺运行条件，为解决现有污水处理工艺总氮达标问题提供了技术支持。
　　 论文首先建立了小试规模的反硝化滤池反应器，系统考察了进水碳氮比(C/N)、水力停留时间(HRT)、进水溶解氧浓度、反冲洗条件等因素对反应器脱氮效果的影响。研究结果表明，反硝化滤池的最佳运行条件为:C/N=4，HRT=100min。进水溶解氧对碳源的投加量具有一定影响。滤池反冲洗可以保证反应器的运行稳定。另外，通过反硝化速率的测试表明，在低碳源负荷条件下，反硝化活性主要集中在碳源充足的区域;在进水C/N=4∶1时，反硝化活性的分布比较平均;进水DO降低时，反硝化活性会增强。
　　 其次，根据Monod方程建立反硝化滤池脱氮模型，模型中各参数的初始值根据经典值而设置。在AQUASIM软件中，根据前期的反硝化实验数据对反硝化模型进行动力学修正及验证，最终得出适用于反硝化滤池的模型参数。
　　 最后，在模型中改变进水条件，预测不同条件下的反硝化出水。并以国家一级A为出水标准反向预测进水的额外碳源投加量。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题的目的和意义

1．2 反硝化滤池研究概况

1．2．1 反硝化滤池的发展及工艺特点

1．2．2 反硝化滤池研究现状

第二章 反硝化滤池脱氮实验研究

2．1 试验研究内容

2．1．1 研究内容

2．1．2 技术路线

2．2 反硝化滤池小试实验

2．2．1 实验装置

2．2．2 实验进水

2．2．3 接种污泥

2．3 指标检测方法

2．3．1 常规实验方法

2．3．2 反硝化速率的测定

2．3．3 生物量的测定方法

2．4 进水碳源对运行效果的影响

2．4．1 进水碳源负荷的设定

2．4．2 进水碳源负荷对各个污染物去除效果的影响

2．5 水力停留时间(HRT)对处理效果的影响

2．5．1 进水水力停留时间(HRT)的设定

2．5．2 水力停留时间对各个污染物去除效果的影响

2．6 进水中溶解氧对处理效果的影响

2．6．1 进水中溶解氧含量的设定

2．6．2 进水溶解氧对各个污染物去除效果的影响

2．7 反冲洗的影响

2．7．1 反冲洗条件

2．7．2 进水碳源负荷对各个污染物去除效果的影响

2．8 反应器运行条件对生物量的影响分析

2．8．1 碳源负荷对生物量的影响

2．8．2 进水缺氧状态对生物量的影响

2．9 反应器运行条件对反硝化速率的影响与分析

2．9．1 进水碳源负荷对反硝化速率的影响

2．9．2 反应时长对反硝化速率的影响

2．9．3 溶解氧对反硝化速率的影响

2．10 本章小结

第三章 反硝化模型的构建与修正

3．1 AQUASIM2．0

3．1．1 AQUASIM2．0简介

3．1．2 基本功能

3．2 反硝化模型的构建

3．2．1 模型基础假设及构建

3．2．2 反硝化模型在AQUASIM2．0上的实现

3．2．3 初步模拟结果

3．3 反硝化模型的修正

3．3．1 动力学参数的修正

3．3．2 动力学参数修正后模拟结果

3．4 本章小结

第四章 反硝化模型验证

4．1 改变进水溶解氧

4．1．1 减小进水溶解氧含量

4．1．2 增大进水溶解氧含量

4．2 改变进水COD

4．2．1 增加进水中COD

4．2．2 降低进水中COD

4．3 反向模拟国家一级A标准出水的进水指标

4．4 本章小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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