【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市用水供需矛盾日益加大。進(jìn)一步開發(fā)城市污水,實(shí)現(xiàn)污水資源化和中水回用并妥善處置剩余污泥,對(duì)于保障城市安全供水和環(huán)境資源的可持續(xù)利用具有重大的戰(zhàn)略意義。近年來,A2/O(Anoxic/Anaerobic/Oxic)工藝在城市污水處理中已得到了廣泛應(yīng)用,但作為二級(jí)單元處理城市污水,A2/O工藝仍然面臨著氮磷去除性能不穩(wěn)定、碳源不足和剩余污泥處置難等問題。 本文針對(duì)我國(guó)城市污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)特征,模擬并開展了A2/O工藝處理城市污水的中試研究,重點(diǎn)考察了調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)、外加碳源以及化學(xué)藥劑輔助除磷等措施對(duì)工藝氮磷去除性能的影響并進(jìn)行了優(yōu)化,隨后又在此基礎(chǔ)上后置高效纖維濾池和紫外消毒對(duì)A2/o工藝出水做進(jìn)一步深度處理,探討其工藝參數(shù),系統(tǒng)的提出了一套水質(zhì)再提高技術(shù)集成優(yōu)化方案并用于指導(dǎo)實(shí)際工藝調(diào)試運(yùn)行。此外,圍繞城市污水處理廠剩余污泥的處置問題,本文還著重開展了利用污泥制備生物菌肥的技術(shù)研究,綜合考察了污泥特性、原料構(gòu)成、生物菌種配比以及功能菌的投加對(duì)污泥堆肥的影響,在注重工程實(shí)際應(yīng)用的同時(shí),從理論上闡明了采用活性污泥制備生物菌肥的可行性。主要工作如下： (1)對(duì)A2/O工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整并考察了外加碳源和化學(xué)輔助藥劑對(duì)工藝氮磷去除性能的強(qiáng)化作用效果。 ①水力停留時(shí)間和內(nèi)回流比對(duì)工藝氮磷去除性能的影響大于對(duì)有機(jī)物的去除。延長(zhǎng)水力停留時(shí)間和增加回流比在一定程度上有助于提高工藝的硝化效率和氮磷去除效果。綜合考察,確定水力停留時(shí)間10h、內(nèi)回流比200%為實(shí)現(xiàn)工藝最佳污染物去除效果的參數(shù)條件。此外,工藝在較短的水力停留時(shí)間(6h)和較小的內(nèi)回流比(100%)下能夠?qū)崿F(xiàn)較高的COD去除效率,體現(xiàn)出較強(qiáng)的耐有機(jī)負(fù)荷能力。 ②投加碳源甲醇能夠改善工藝對(duì)氮磷的去除效果,但對(duì)工藝的COD去除性能影響較小。研究結(jié)果表明,當(dāng)甲醇投加量超過40mg/L,工藝對(duì)氮磷的去除效率提高不明顯,基本趨于穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)確定甲醇投加最佳量范圍為20-40mg/L。關(guān)于厭氧區(qū)硝酸鹽氮對(duì)聚磷菌除磷效果的影響研究表明,當(dāng)厭氧區(qū)硝酸鹽氮濃度大于2mg/L時(shí),厭氧區(qū)聚磷菌的釋磷特性就會(huì)受到明顯的抑制。甲醇的投加對(duì)聚磷菌的釋磷性能的影響不明顯。 ③三種化學(xué)藥劑聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵和聚合硫酸鋁均能起到強(qiáng)化工藝除磷性能的作用,但聚合硫酸鋁的效果最好。實(shí)驗(yàn)確定實(shí)現(xiàn)工藝出水滿足一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的最佳聚合硫酸鋁投加量為40mg/L,最佳投加點(diǎn)為二沉池前端。 (2)研究了后置纖維濾池對(duì)A2/O工藝出水水質(zhì)再提高的強(qiáng)化效果并探討了工藝參數(shù)。 ①纖維濾池在初始濾速分別為10m/h、20m/h、30m/h、40m/h的條件下,對(duì)于不同進(jìn)水濁度和初始濾速,纖維濾池在有效過濾期內(nèi)的濾出水濁度均能穩(wěn)定在1NTU以下,運(yùn)行周期長(zhǎng)并體現(xiàn)出良好的反洗效果。 ②通過優(yōu)化,最終確定濾速20m/h,有效過濾周期22h為最佳運(yùn)行參數(shù)條件,此時(shí),工藝周期產(chǎn)水量為440m3/m2(濾料),反沖洗耗水率為3%左右。 ③纖維濾池在最佳操作條件下對(duì)進(jìn)水懸浮物中所攜帶的COD的去除率在56%以上,但對(duì)溶解性的COD基本沒有去除。 (3)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工藝的調(diào)試運(yùn)行 ①根據(jù)中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)光大水務(wù)濟(jì)南有限公司二廠工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,確定最佳參數(shù)條件范圍為：水力停留時(shí)間10-12h、內(nèi)回流比150-200%、外回流比100%、污泥齡20d。 ②A2/O工藝出水在投加化學(xué)除磷藥劑并經(jīng)過高效纖維濾池和紫外消毒處理后,最終出水能夠穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。 ③受濟(jì)南市南水北調(diào)工程和城市管網(wǎng)建設(shè)的影響,光大水務(wù)濟(jì)南有限公司二廠進(jìn)水水質(zhì)較改造前有了明顯變化,目前碳源基本滿足工藝需要,不需要額外增加。 (4)污泥制備生物菌肥技術(shù)研究 ①通過對(duì)光大水務(wù)(濟(jì)南)有限公司污泥性質(zhì)的分析,發(fā)現(xiàn)污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和植物營(yíng)養(yǎng)成分,同時(shí)重金屬含量很低,能夠滿足污泥農(nóng)用要求。 ②污泥、稻殼、蘑菇渣的肥料組成在發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、腐熟效果上均明顯優(yōu)于污泥、稻殼、草炭、粉煤灰的肥料組成,說明將脫水污泥、稻殼和蘑菇渣以57.25：16.20：24.50的比例混合有較好的發(fā)酵效果,適宜制備生物菌肥。 ③在堆肥過程中添加0.2%-0.3%的復(fù)合菌有利于物料的高效發(fā)酵,并且添加的有益菌可以為作物提供良好的微生態(tài)環(huán)境。 ④物料發(fā)酵后添加功能菌種枯草芽孢桿菌能夠提高菌肥的肥效,增加作物的抗病能力,最終產(chǎn)品能夠達(dá)到《生物有機(jī)肥》(NY884-2004)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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