【摘要】： 隨著水體污染不斷加劇,“富營養(yǎng)化”問題日益突出,與此同時,嚴重的水資源短缺狀況要求污水處理后回用。長期以來,在污水處理工程中應用的懸浮污泥和附著污泥工藝各自具有不可克服的缺陷,處理水質也難以達到回用水標準。在此背景下,通過對現有污水生物脫氮除磷理論及工藝進行詳細分析,結合懸浮污泥和附著污泥工藝各自的特性,開發(fā)了“雙泥SBR-BAF復合工藝”,以期能為現有污水處理廠的技術改造及新建污水處理廠的優(yōu)化設計提供新思路和技術支持。 為考察SBR-BAF工藝的運行特性和處理效能,本課題以人工模擬的高濃度城市生活污水為研究對象,結合模型試驗和批式試驗,對工藝去除污染物的機理進行了初步探討和分析,考察了進水條件、工藝參數對運行效果的影響,并采用在線檢測手段,就應用EC、ORP、DO、pH等水化學參數揭示脫氮除磷過程中的變化規(guī)律進行了探討。 首先采用接種城市污水處理廠懸浮污泥的方法對SBR-BAF系統(tǒng)進行啟動。SBR-BAF工藝為雙污泥系統(tǒng),聚磷菌呈懸浮污泥生長于SBR反應器,硝化菌和反硝化菌呈附著污泥生長于BAF反應器。根據PAOs(phosphate accumulating organisms)和硝化菌在泥齡上的差異,采用8d的泥齡,在SBR反應器中逐步將硝化菌淘洗出去。經過21天的培養(yǎng)馴化,完成了SBR-BAF系統(tǒng)的啟動,此時NH_4~+-N、TN、TP去除率分別達到83%、71%、80%。 繼而對SBR-BAF系統(tǒng)的工藝運行條件和工藝參數進行了優(yōu)化,分析了SBR-BAF工藝的特性和機理。通過分析SBR反應器同一周期內水質連續(xù)監(jiān)測結果和在線測量的EC、ORP、DO、pH值等水化學參數,結果表明:EC數值變化與生物除磷過程中PO_4~(3-)濃度變化具有很好的一致性;在反應器內尚存在硝化/反硝化反應時,pH值在好氧段和缺氧段的峰值分別是硝化反應開始和反硝化結束的標志;ORP數值在厭氧釋磷結束后趨于穩(wěn)定,但在好氧段沒有清晰的的特征點。根據這些結果,將厭氧反應時間和好氧反應時間分別調整為60min、150min。此后分別研究了碳源類型及濃度、pH值、SRT對除磷效果的影響,結果表明:乙酸鈉對厭氧釋磷的誘導能力高于葡萄糖,但兩者對系統(tǒng)最終除磷效果的影響作用無明顯區(qū)別;生物除磷過程COD/TP應在30以上;對生物除磷過程最適宜的pH范圍是7.0~7.5;對于以除磷為目的的生物處理系統(tǒng),污泥齡應控制在8~10天。 BAF反應器連續(xù)流試驗結果表明:最佳氣水比為4:1,硝化類型以短程硝化為主,NO_2~--N占到NOx--N的72%;綜合考慮對TN的去除率和動力消耗,最佳回流比為200%;最佳缺氧/好氧容積比為3:5;由于短程反硝化較全程反硝化碳源需求量低,在BAF反應器進水NH4+-N 40mg/L左右的情況下,乙酸鈉投加量為80mg/L(以COD計);設定水頭損失達到6cm時進行反沖洗,隨水溫不同,反沖洗周期為17~20d,產水率為98.7%。 最后,以上述最佳運行參數控制SBR-BAF系統(tǒng)運行,長期運行結果表明:系統(tǒng)中懸浮污泥的絮凝、沉降性能良好,SV值為22~30,SVI值為58~80,不再有污泥膨脹之虞,而且可以對剩余污泥進行重力濃縮,濃縮后污泥濃度可以達到3~4%;短程硝化和反硝化使得系統(tǒng)可以維持堿度平衡,無需額外補充堿度;系統(tǒng)在高負荷(SBR反應器COD負荷為2.08kgCOD/kgMLSS.d,TP負荷為41.68gTP/kgMLSS.d,BAF反應器NH4+-N負荷為1.16kgNH_4~+-N/m~3.d)、低水力停留時間(SBR反應器9h,BAF反應器1h,總計10h,約為同步脫氮除磷懸浮污泥工藝的一半)下穩(wěn)定高效運行,對COD(不計BAF加入的外碳源)、TP、NH_4~+-N、TN的平均去除率為96%、98%、93%、84%,出水COD、TP、NH4+-N、TN、SS的平均濃度為20mg/L、0.23 mg/L、3.24 mg/L、7.68 mg/L、5 mg/L,各項水質指標均達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002 )一級標準的A標準的要求。
【圖文】：

雙泥 SBR-BAF 復合工藝的特性和處理效能研究accumulation organisms, PAOs）的釋/攝磷原理。在厭氧/好氧交替運行條件下馴化出PAOs一類的微生物，它能夠過量的，在數量上超過其生理需要的，從外部環(huán)境中攝取磷，并將磷以聚合磷的形式貯存在體內，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外達到從廢水中除磷的效果[6,22~29]。生物除磷過程通常包括厭氧釋磷和好氧吸磷兩個過程，其代謝模式如圖 1-1 所示[30]。

A/O（Anoxic/Oxic）脫氮工藝是一種有回流的前置反硝化生物脫氮流程，其中前置反硝化在缺氧（Anoxic）池中進行，硝化在好氧（Oxic）池中進行。該工藝出水中含有一定量的NOx--N，沉淀池運行不當時，易導致二沉池污泥上浮。（2）A/O除磷工藝[25]A/O（Anaerobic/oxic）除磷工藝是最簡單的生物除磷工藝，系統(tǒng)中污水和污泥順次流經厭氧區(qū)和好氧區(qū)。該工最主要特征是采用高負荷、低泥齡運行，系統(tǒng)中不存在硝酸鹽對厭氧釋磷的影響，所以除磷效果好。（3）A2/O除磷脫氮工藝[25]為了達到同時除磷脫氮的目的，可在A/O除磷工藝的厭氧池之后加一個缺氧池，并將沉淀池污泥回流到厭氧池，硝化混合液回流到缺氧池，即形成了厭氧/缺氧/好氧工藝，簡稱A2/O（anaerobic/aerobic/Oxic）工藝，工藝流程如圖 1-2 所示。該工藝的優(yōu)點是：厭氧、缺氧、好氧三種不同環(huán)境條件和三種不同種類微生物菌群的有機結合，，能同時具有去除有機物和除磷脫氮的功能。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X703

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 姜欣欣;基于A/O/A運行模式的SBR工藝脫氮除磷效能及其微生物特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

相關碩士學位論文 前1條

1 崔丹;黃島開發(fā)區(qū)中水回用方案設計及規(guī)劃研究[D];山東科技大學;2010年

本文編號：2686196