【摘要】： 低碳源城市廢水中的有機(jī)物較少,碳、氮與碳、磷的濃度比例小,使得反硝化菌和聚磷菌(phosphate accumulating organisms,即PAOs)之間對碳源的需求矛盾凸顯,大部分城市污水處理廠的現(xiàn)有生物工藝很難滿足高效除磷脫氮對碳源的要求,導(dǎo)致外排水中氮磷濃度超標(biāo),有效處理低有機(jī)物濃度、高氮磷含量的污水對傳統(tǒng)生物除磷脫氮工藝而言成為極大的挑戰(zhàn)。因此,進(jìn)行此類污水的達(dá)標(biāo)治理成為當(dāng)前環(huán)保界所面臨的行業(yè)性難題,也是目前的研究熱點(diǎn)之一。 本論文的研究工藝為污泥吸附除磷脫氮工藝,是基于污泥吸附特性提出的一種碳源需求量低的活性污泥法工藝,采用污泥吸附+厭氧+多級好氧/缺氧的運(yùn)行方式�；亓魑勰嗪瓦M(jìn)水同時進(jìn)入污泥吸附池,利用活性污泥的吸附性能,將進(jìn)水中的部分CODC“r貯存”在污泥中,吸附后污泥進(jìn)入?yún)捬醵吾屃?污泥濃度較高,厭氧釋磷時間縮短;上清液分多點(diǎn)配入多級好氧/缺氧段,提高厭氧池以及整個處理系統(tǒng)的平均污泥濃度,促進(jìn)PAOs、硝化菌、反硝化菌等目的菌群的增殖優(yōu)勢;進(jìn)水點(diǎn)設(shè)置在缺氧段,為反硝化菌提供有機(jī)碳源;同時多級好氧缺氧的運(yùn)行方式,使得硝化產(chǎn)物隨即在缺氧段被消耗,避免對硝化和吸磷過程產(chǎn)生抑制作用。 本論文分別從活性污泥吸附有機(jī)物的特性和PAOs的厭氧釋磷機(jī)理出發(fā),提出了污泥吸附模型和一種新的厭氧釋磷模型,并通過實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)擬合分別對模型進(jìn)行分析。利用模型和實(shí)驗(yàn),研究了污泥吸附除磷脫氮工藝的運(yùn)行參數(shù),考察了污泥吸附除磷脫氮工藝的除磷脫氮能力,并分析了工藝系統(tǒng)中活性污泥的生物相和微生物菌群。主要研究成果如下: (1)提出了污泥吸附模型S t= S 0' e-kT。 其中,S0 '為0時刻污水中的CODCr濃度,單位mg/L;k為污泥對污水中CODCr的吸附速率常數(shù),與污水中的有機(jī)物種類、污泥濃度、污泥特性等因素有關(guān),單位min-1。 模型分析表明,污泥濃度越高、污泥的吸附效果越好;吸附時間越長,污泥的吸附性也得到加強(qiáng),其中污泥濃度對吸附效果的影響比吸附時間對吸附效果的影響更明顯。在一定范圍內(nèi),有機(jī)物濃度對污泥吸附效果的影響不明顯。通過污泥吸附實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了污泥吸附模型的擬合,結(jié)果表明該模型能較好地描述不同污泥濃度條件下的污泥對有機(jī)物的吸附過程。 (2)提出了一種新的厭氧釋磷模型/[1 ( 0 ) / 0]其中, P0為0時刻系統(tǒng)內(nèi)的TP濃度,單位mg/L; Pm為最大可釋磷質(zhì)量濃度,單位mg/L,與PAOs在污泥中的比例及其特性有關(guān);K為PAOs厭氧釋磷常數(shù),單位L/(mg·min),與污泥濃度、有機(jī)物種類有關(guān)。 通過厭氧釋磷實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了厭氧釋磷模型的擬合,結(jié)果表明該模型能較好地描述不同污泥濃度條件下PAOs的厭氧釋磷過程。厭氧釋磷常數(shù)K受PAOs性狀、污泥濃度、有機(jī)物種類以及可釋磷量等因素的綜合影響。實(shí)驗(yàn)條件下,厭氧釋磷常數(shù)K值在0.01~0.02 L/(mg·min)范圍內(nèi)。 (3)提出了“污泥吸附+厭氧+多級好氧/缺氧”新工藝。利用污泥吸附模型、厭氧釋磷模型和實(shí)驗(yàn)手段,研究了污泥吸附除磷脫氮工藝的運(yùn)行參數(shù),運(yùn)行參數(shù)定為:污泥吸附時間22 min,回流比0.8,好氧缺氧級數(shù)五級,上清液分配比例100%,溶解氧濃度2.5 mg/L~3.0 mg/L,污泥齡20 d (4)實(shí)驗(yàn)研究表明,污泥吸附除磷脫氮工藝系統(tǒng)具有較好的除磷脫氮能力,NH3-N、TN和TP去除率分別在91.7%、89.1%和87.2%左右。出水TP指標(biāo)達(dá)到《國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B出水標(biāo)準(zhǔn),其他水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到一級A出水標(biāo)準(zhǔn)。 (5)污泥吸附除磷脫氮工藝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的沿程水質(zhì)變化表明,系統(tǒng)中碳源分配較為合理、污泥濃度高、厭氧釋磷效率高、缺氧區(qū)前后端存在NH3-N濃度差。在相同的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)條件下,污泥吸附除磷脫氮工藝的除磷脫氮效果優(yōu)于傳統(tǒng)A~2/O工藝的除磷脫氮效果。 在出水水質(zhì)(除TP外)達(dá)到《國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A出水標(biāo)準(zhǔn)的前提下,污泥吸附除磷脫氮工藝所能處理城市廢水的最低碳氮比3。(6)通過污泥生物相觀察和菌群選擇培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)污泥吸附除磷脫氮工藝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中具有較多的硝酸菌、亞硝酸菌和反硝化菌。與其他工藝相比,污泥吸附除磷脫氮工藝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的硝酸菌和反硝化菌數(shù)量較少,但亞硝酸菌較多。
【圖文】：

研究溶解氧濃度和污泥齡對污泥吸附除磷脫氮工藝除磷脫氮效率的影響，考察污泥吸附除磷脫氮工藝的處理能力。實(shí)驗(yàn)裝置由污泥吸附池、生化反應(yīng)池（包括 1 個厭氧區(qū)、5 個好氧區(qū)和 4 個缺氧區(qū)）以及二沉池組成，采用有機(jī)玻璃制成（如圖 3-5 所示），系統(tǒng)處理流量按 300 L/d 計(jì)，反應(yīng)器總有效容積174 L。各反應(yīng)池尺寸詳見表 3-1。

3.6.2 活性污泥培養(yǎng)和馴化污泥培養(yǎng)開始前，污泥發(fā)黑發(fā)臭，沉降性能良好，出水混濁，濃度為 1500 mg/L左右，SV 為 6%。鏡檢發(fā)現(xiàn)：菌膠團(tuán)松散，原生動物很少，有大量的游離細(xì)菌，如圖 3-6 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X703.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 汪立高;改良型A2/O脫氮除磷工藝調(diào)控與影響因素研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號：2626887