開發(fā)高效低耗、投資省的先進(jìn)的污水處理工藝技術(shù)，對(duì)防治水污染，緩解水危機(jī)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，是水處理永恒的主題。隨著新型材料的開發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法同時(shí)出現(xiàn)的生物膜法工藝得到快速發(fā)展。作為生物膜法典型工藝的曝氣生物濾池在污水的有機(jī)物去除、固液分離、硝化脫氮等方面有著良好的功效，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，由最初用于城市污水的高級(jí)處理，擴(kuò)展到用作城市污水的二級(jí)處理、工業(yè)廢水的處理、以及給水處理工藝中的預(yù)處理。 曝氣生物濾池的填料開發(fā)是其工藝發(fā)展的核心。目前應(yīng)用較廣泛的輕質(zhì)陶粒填料克服了傳統(tǒng)填料的諸多缺陷，但開發(fā)新的填料仍然是生物濾池處理技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要方面，通過(guò)采用新型吸附型填料，可以大大強(qiáng)化曝氣生物濾池對(duì)氮、磷和某些微量污染物的去除能力，從而在污水的高級(jí)處理和給水處理中發(fā)揮更大的作用。具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和優(yōu)良的吸附性能的活性炭，在水處理領(lǐng)域是最受青睞的一種填料，但活性炭?jī)r(jià)格高，限制了其更大范圍的應(yīng)用。研究替代活性炭的廉價(jià)材料仍然是目前的熱點(diǎn)。相比之下，木炭?jī)r(jià)格較低，近年來(lái)受到人們的很大關(guān)注。本研究的協(xié)作單位在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了改性木炭污水處理及深度凈化技術(shù)，這種技術(shù)在生活污水處理、湖泊水體修復(fù)、河流水生態(tài)環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域應(yīng)用效果良好，處理出水水質(zhì)可達(dá)到GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。但該技術(shù)結(jié)構(gòu)單元多，有待于進(jìn)一步的優(yōu)化，應(yīng)用于城市污水處理時(shí)存在諸多局限性；其除磷脫氮材料進(jìn)口，費(fèi)用較高；采用改性木炭對(duì)我國(guó)的污水水質(zhì)是否必要還有待于進(jìn)一步研究。 本文結(jié)合曝氣生物濾池和改性木炭技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將木炭這一輕質(zhì)材料作為曝氣生物濾池的填料，并以改性木炭和陶粒作對(duì)比，采用三套動(dòng)態(tài)小試裝置，研究其處理城市污水的效能和特性，主要研究?jī)?nèi)容為：研究木炭生物濾池工藝的快速穩(wěn)定的啟動(dòng)方式；探討反應(yīng)器對(duì)COD、SS、NH_4~+-N、TN、TP等的去除規(guī)律及pH值、曝氣強(qiáng)度、負(fù)荷、水溫等對(duì)去除效果的影響，研究反應(yīng)器的最佳工藝運(yùn)行參數(shù)；采用掃描電鏡和顯微鏡等微觀手段，研究木炭曝氣生物濾池的填料結(jié)構(gòu)、生物膜結(jié)構(gòu)及生物相構(gòu)成；研究木炭曝氣生物濾池對(duì)微量有機(jī)物的去除效能；研究木炭生物濾池的底物降解動(dòng)力學(xué)，探求動(dòng)力學(xué)參數(shù)，探討木炭脫氮機(jī)理。 研究結(jié)果表明，將木炭曝氣生物濾池用于城市污水的處理有效可行，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)采用悶曝接種掛膜有助于提高木炭生物濾池初始污染物的去除率，提高溶解氧的濃度有利于縮短生物膜的掛膜時(shí)間。在掛膜初始階段，三種填料對(duì)氨氮有一定的吸附能力。殼聚糖改性的木炭填料不利于自養(yǎng)型的硝化菌的生長(zhǎng)而影響氨氮的去除，木炭的表面性質(zhì)和多孔結(jié)構(gòu)更加有利于硝化菌的生長(zhǎng)而使其效果明顯好于陶粒填料。 (2)在水力負(fù)荷、溶解氧濃度、氨氮濃度和水溫變化時(shí)，木炭濾池的除磷脫氮效果總體上優(yōu)于陶粒濾池。在一定的填料高度下，木炭濾池的最佳水力停留時(shí)間為6h，DO濃度為2～3 mg／L，反沖洗周期為2～3 d。 (3)環(huán)境掃描電鏡和顯微鏡觀察表明，木炭填料濾池的生物相豐富，木炭的空隙結(jié)構(gòu)較陶粒更有利于原生動(dòng)物、輪蟲、線蟲等動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖。 (4)通過(guò)GC-MS檢測(cè)，木炭生物濾池對(duì)水中殘留的微量有機(jī)物去除的效果較好，優(yōu)于陶粒，為木炭生物濾池在污水處理廠尾水深度處理方面提供了依據(jù)。 (5)對(duì)木炭曝氣生物濾池的底物去除動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，提出了基于Monod方程的半經(jīng)驗(yàn)公式，即(?)，公式考慮溫度及有機(jī)負(fù)荷對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響，主要針對(duì)COD和NH_4~+-N的進(jìn)出水濃度隨反應(yīng)器填料高度的變化情況而確立。公式能較好地?cái)M合底物的降解過(guò)程，可適用于工程設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行控制。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

體表面以恒速率增加，主要是集中于菌落內(nèi)部的非活性生物量的積累，而出水底物濃度無(wú)顯著變化;在生物膜穩(wěn)定期末，生物膜相達(dá)到其穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)的生物膜厚可達(dá)到數(shù)百拜m。圖1一1表示了生物膜的整個(gè)生長(zhǎng)變化過(guò)程。 /////l{{{l}}} /////!一 }}}卜一·-州 州油 油油… ……酬 酬 lllll峨從口111l龜璐成 111廣廣”“.”，’ {{{!一 一 l}}}111./‘ ‘!一 一 l}}} lll/}}}!。 。甘 {{{ ...公 ______...L_____L___}}} {{{{{lll!111 ...}}}iiil}}} LLL._._._._._.}}}匕 ._._...iii}}}~，Ml‘ !!!}}}}}}}}}}}}}}} .......琢久性倆 倆 111.!!!.lll二 二 一淤蔽一抨瓷瓜l時(shí)閱ii咚慈州M.鈞鑫階硯甘時(shí)性IM.城位走階公水次性I湯‘圖1一1生物膜增長(zhǎng)過(guò)程及底物去除圖生物膜的增長(zhǎng)及底物去除是一系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程綜合作用的結(jié)果，即:(l)廢水中有機(jī)分子向生物膜附著生長(zhǎng)的載體表面輸送;(2)廢水中浮游微生物細(xì)胞在載體表面的不可逆吸附;(3)生長(zhǎng)在生物膜內(nèi)部的微生物對(duì)廢水中營(yíng)養(yǎng)物的利用與氧化分解。在生物膜反應(yīng)器中，污染物、溶解氧及各種必需營(yíng)養(yǎng)物首先要經(jīng)過(guò)液相擴(kuò)散到生物膜表面，進(jìn)而到生物膜內(nèi)部，只有擴(kuò)散到生物膜表面或內(nèi)部的污染物才能有機(jī)會(huì)被生物膜微生物所分解與轉(zhuǎn)化

BIOPUR是瑞士 VATA花CH刃憶 ABAGWillten五也(原蘇爾壽環(huán)境技術(shù)部)研發(fā)的一種新型曝氣生物濾池，其填料采用規(guī)整波紋板和顆粒載體，并可根據(jù)污水類型和進(jìn)出水指標(biāo)結(jié)合不同的填料類型組合成不同的工藝。其填料如圖1一所示。BIOPUR工藝可以處理城市污水和工業(yè)廢水，也可用于廢水的深度處理(硝化、脫氮、除磷)，應(yīng)用范圍很廣。規(guī)整波紋板石英砂圖1一B10PUR濾池填料載體BIOPUR在瑞士及歐洲各國(guó)都有應(yīng)用，如瑞士 ARAhallwilersee用于硝化/反硝化及過(guò)濾， syngentaCropProtection用于處理澄清。BIOPuR法生物濾池技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì):①占地面積小;②負(fù)荷高;③較小體積的生物反應(yīng)器;④工藝的穩(wěn)定性好;

2實(shí)驗(yàn)材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)裝i實(shí)驗(yàn)裝置如圖2--1所示，曝氣生物濾池是用有機(jī)玻璃加工而成的柱狀結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器直徑為150mm，橫截面積為 0.018mZ，有效高度為L(zhǎng)25m。清水區(qū)高200mm，填料區(qū)高600mm，布水布?xì)鈪^(qū)高25Qmm，積泥區(qū)高巧omm。配水所用原水箱體積為0.20()m3。0心0100心副廠﨏4引﨏4f副門刁刁刁卜、，1氣 nnn靈靈 普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普普 至至至 至日日 洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲 洲 ……… .....

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 于江華;于海霞;徐禮強(qiáng);;循環(huán)式生物濾池處理城市地表徑流的性能研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

2 朱雷;裴玉嬌;;2級(jí)竹炭曝氣生物濾池處理生活污水試驗(yàn)研究[J];水處理技術(shù);2011年06期

3 江小林;季芳芳;劉方興;;竹炭曝氣生物濾池的掛膜啟動(dòng)研究[J];市政技術(shù);2012年01期

4 江小林;肖云;;兩級(jí)木炭曝氣生物濾池的掛膜啟動(dòng)研究[J];武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 許文來(lái);人工快速滲濾系統(tǒng)污染物去除機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究[D];西南交通大學(xué);2011年

2 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(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 裴玉嬌;兩級(jí)曝氣生物濾池處理生活污水試驗(yàn)研究[D];武漢科技大學(xué);2011年

2 吳韻瑕;兩種懸浮填料A~2/O工藝處理城市污水對(duì)比小試研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 王永芳;生物碳質(zhì)填料制備及掛膜性能初步研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 季芳芳;后置反硝化曝氣生物濾池處理生活污水試驗(yàn)研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

5 肖云;曝氣生物濾池深度處理二沉池出水的試驗(yàn)研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

6 李英;竹基活性炭填料改性及其在生物滴濾塔中處理含H_2S廢氣實(shí)驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

7 吳海洋;可移動(dòng)式曝氣生物濾池處理養(yǎng)殖廢水工藝及其動(dòng)力學(xué)原理的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

8 奚浩;兩級(jí)BAF與MBR在再生水回用中處理效果比較[D];華中科技大學(xué);2013年

9 余少杰;新型曝氣生物濾池深度脫氮除磷研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2823780