發(fā)布時間：2020-03-20 06:11

【摘要】： 從20世紀80年代以來,曝氣生物濾池在全世界污水處理領域得到了廣泛的研究和使用。目前,為中小城鎮(zhèn)開發(fā)低耗、高效的城市污水處理工藝是我國污水處理技術研究領域亟待解決的重大課題。本研究是在吸取傳統(tǒng)曝氣生物濾池運行機理的基礎上,將污水以側(cè)向流方式引入曝氣生物濾池,開發(fā)并制作了側(cè)向流曝氣生物濾池(LBAF)反應器,為解決這一問題提供了新的思路。它的特點是濾池整體采用推流方式,曝氣方式及填料填裝方式靈活,可針對不同的處理要求,通過改變曝氣位置、強度和填料填裝方式,實現(xiàn)在同一濾池內(nèi)完成厭氧和好氧反應。本文主要研究了LBAF反應器的水力混合特性;以及不同運行模式對去除生活污水中有機物、懸浮物、磷和氮的影響;研究了采用改性沸石吸附除磷的方法,并對其除磷機理進行了研究;通過分析測定濾池內(nèi)生物量、生物活性、微生物分布,探討了LBAF反應器中的生物膜特征。 水力學混合特性試驗表明,LBAF反應器的流態(tài)介于全混流和平推流之間,偏于平推流。經(jīng)理論分析得出,該流態(tài)有利于生物種群的空間分布,保證了反應器的容積利用率,提高了處理效能。應用擴散模型,建立了LBAF的水力混合模型為: LBAF同步硝化與反硝化運行試驗表明,LBAF反應器運行穩(wěn)定,抗沖擊負荷能力較強;COD、SS、氨氮、總氮和總磷的去除率隨水力負荷增加而下降,但SS、COD平均去除率下降幅度較小;氨氮、總氮平均去除率隨水力負荷的增加變化較明顯;總磷的去除率低且變化較小。氣水比從7:1升高到10:1時,COD的去除率有一定提高,氣水比大于10:1后,COD的去除率增加緩慢,并趨于穩(wěn)定;氣水比從7:1增加到10:1時,SS的去除率變化較小,當氣水比超過10:1會造成出水SS增加;當氣水比由7:1增加到10:1時,氨氮的去除率可顯著提高,而總氮的去除率在氣水比7:1增加到10:1時增加不多,氣水比大于10:1后總氮的去除率增加更不明顯;氣水比7:1增加到10:1時,濾池對磷的去除率有所提高,但氣水比大于10:1后,總磷去除率變化不大。通過對濾池內(nèi)含氮化合物的空間分布、生物耗氧速率以及底物轉(zhuǎn)化速率和微生物數(shù)量的監(jiān)測表明,側(cè)向流曝氣生物濾池內(nèi)存在同步硝化與反硝化。 試驗中將水頭損失增高而導致出水氨氮濃度突升的運行點作為運行的終點,開始進行反沖洗。由此得出的運行周期較傳統(tǒng)的BAF長,這得益于“S”形小阻力槽的作用和LBAF反應器填料采用從進口到出口的粒徑級配由大到小的放置方式,這提高了整個濾池的納污能力。因此,LBAF在運行過程中水頭損失增加緩慢,不易堵塞。 LBAF前置反硝化工藝運行試驗表明,LBAF前置反硝化工藝具有較好的除碳、脫氮效果。溶解氧是限制前置反硝化工藝在LBAF中去除TN的關鍵因素。由于缺氧/好氧區(qū)容積比為1:6.4時比容積比為1:4.0時的溶解氧高,因此采用缺氧/好氧區(qū)容積比為1:4.0,更有利于反應器前段反硝化反應的完成。當回流比從1:1上升到2:1時,TN的去除率變化不大。回流比的改變對COD和NH3-N的去除效果影響不大。 通過對同步硝化反硝化脫氮工藝和前置反硝化脫氮工藝的比較研究表明,如果沒有脫氮要求,尤其是當原水中COD濃度較低時,可采用同步硝化反硝化工藝。如果有脫氮要求,應采用前置反硝化工藝。如果原水COD濃度較高,即使沒有脫氮要求,仍可選擇前置反硝化工藝。由于回流水的稀釋,前置反硝化工藝去除COD、NH3-N和TN的穩(wěn)定性遠高于同步硝化反硝化工藝。改性沸石吸附除磷試驗是針對沸石的結(jié)構(gòu)特征,將破碎至0.3～0.6mm的沸石,按質(zhì)量比沸石:硫酸鎂:硫酸鋁為2:2:l,用NaOH調(diào)節(jié)pH至8,攪拌30min,蒸發(fā)成固態(tài)物質(zhì),將此固態(tài)物質(zhì)在300℃下恒溫焙燒1h,制得改性沸石吸附劑,將制得的改性沸石置于吸附柱中吸附污水中的磷。改性沸石飽和后,采用30mL5%NaOH+30mL5%Na2CO3溶液作為再生液,使改性沸石再生。改性沸石反復再生4次后,吸附容量基本維持穩(wěn)定。改性沸石小型吸附動態(tài)試驗表明,在流速為0.41m/h,初始磷酸鹽濃度分別為6.4mg/L和3.5mg/L時,運行至穿透點的累計處理水量分別為518.4倍吸附劑體積和1022.3倍吸附劑體積;在初始磷酸鹽濃度為6.4mg/L,流速為0.35m/h時,運行至穿透點的累計處理水量為653.3倍吸附劑體積。 通過對改性沸石吸附除磷機理的探討認為,在吸附過程中,離子交換作用力、色散力和毛細力共同作用產(chǎn)生對污水中磷的吸附。 通過對LBAF反應器中填料表面生物量和生物活性的測定可知,反應器運行周期內(nèi)生物量從A段到B段呈明顯的減少趨勢,異養(yǎng)菌也逐漸轉(zhuǎn)變自養(yǎng)菌,濾池的生物膜活性變化不大。對生物膜和生物相的觀察表明,由A段到B段生物膜逐漸變薄,顏色也由黑灰色向淺褐色轉(zhuǎn)變。生物相則沿水流方向,隨著有機物質(zhì)的降解完成了從低級向高級的轉(zhuǎn)變,形成較為完整的食物鏈體系。在濾池內(nèi)不同位置的生物膜上都生長著與其污水水質(zhì)相適應的優(yōu)勢菌種,能夠較好地完成污水處理的任務。
【圖文】：

圖 1.4 BIOSTYR 示意圖Fig.1.4 Schematic of BIOSTYR曝氣擴散器濾頭圖 1.5 BIOFOR 示意圖Fig.1.5 Schematic of BIOFOR

21圖 2.2 LBAF 實景照片F(xiàn)ig.2.2 Photograph of LBAF(Zeolite)[106] [107]是一種結(jié)晶狀、具有框架結(jié)構(gòu)的水合鋁硅酸鹽換物質(zhì),具有吸附性和分子篩功能，，在化工、石油、輕工、環(huán)保
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：X703

【引證文獻】

相關期刊論文 前2條

1 李燕飛;孫迎雪;田媛;高如泰;;曝氣生物濾池處理生活污水研究[J];環(huán)境工程學報;2011年03期

2 劉冰;魯峰;趙承美;余國忠;于鑫;宋軍霞;;升級改造生物濾池深度處理微污染原水的工藝特性[J];水處理技術;2012年10期

相關博士學位論文 前1條

1 胡宏博;厭氧好氧生物濾池組合工藝處理城市污水脫氮效能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

相關碩士學位論文 前4條

1 郭樹河;曝氣生物濾池同步硝化反硝化脫氮試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 楊荔;曝氣生物濾池系統(tǒng)在受污染河水水質(zhì)處理中的應用研究[D];蘭州交通大學;2011年

3 劉燦燦;瓷粒和陶粒填料曝氣生物濾池運行特性的研究[D];蘇州科技學院;2008年

4 馬騰;上流式曝氣生物濾池（BAF）處理分散型生活污水的研究[D];西安理工大學;2009年

本文編號：2591377