當前,我國城鎮(zhèn)化的迅速推進使得水體污染、環(huán)境惡化等問題日益顯著。雖然很多城鎮(zhèn)都新建了污水處理廠,基本能保證出水水質(zhì)達標排放,但多數(shù)存在運行費用高、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等缺點。因此,對于污水處理系統(tǒng)全過程運行優(yōu)化的研究是十分必要的。城鎮(zhèn)污水處理廠全過程包括正常運行工況、事故工況及污泥處置工況。只有常態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的優(yōu)化運行、事故狀態(tài)下的穩(wěn)定運行,同時保障污泥的妥善處理處置,才能保證污水處理廠穩(wěn)定、可靠運行。針對小城鎮(zhèn)污水氮、磷含量高的特點,本文以模擬厭氧-缺氧-好氧(A~2O)污水處理系統(tǒng)為研究對象,通過A~2O工藝內(nèi)回流比/外回流比優(yōu)化配置、系統(tǒng)分格節(jié)能供氧、聚合鋁鐵和聚合鐵的科學(xué)投加,實現(xiàn)了系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行,保證了低溫條件下A~2O系統(tǒng)出水的N、P的高效去除。另外,通過研究持久性有機污染物阿特拉津沖擊下模擬A~2O工藝系統(tǒng)中化學(xué)需氧量(COD)和氨氮(NH4+-N)的去除,為A~2O工藝在有毒物質(zhì)沖擊下的高效運行提供技術(shù)參數(shù);最后,論文對污水處理的副產(chǎn)物——污泥,進行了固化研究,固化后污泥可做為土工材料或填埋覆蓋土利用。研究結(jié)果表明,A~2O系統(tǒng)在啟動30d后能夠?qū)崿F(xiàn)對生活污水中污染物的高效去除,系統(tǒng)內(nèi)各單元污泥濃度基本保持在2500~3000 mg/L之間,其中以缺氧段濃度最高,而厭氧段、好氧段污泥濃度明顯較低。內(nèi)、外回流比均對A~2O系統(tǒng)脫氮除磷產(chǎn)生明顯影響,其中隨著內(nèi)回流比從100%向300%逐步升高過程中,除磷效能呈現(xiàn)出回流比300%(93.0%)回流比100%(89.2%)回流比180%(88.7%)回流比150%(88.6%)回流比200%(83.0%),但系統(tǒng)脫氮在內(nèi)回流比為180%時最佳。在內(nèi)回流比180%、外回流比80%時能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)對生活污水中COD、NH4+-N、總氮(TN)、總磷(TP)的高效去除。隨著A~2O系統(tǒng)好氧末段的溶解氧濃度由1~1.5 mg/L升高到2~3 mg/L、3~4 mg/L,系統(tǒng)的硝化效果提高,NH4+-N去除率從73%逐步升高至90%左右,其中在3~4 mg/L溶解氧條件下好氧段第3格污泥硝化活性可上升至15.8 mg O2/(g MLSS·h)。類似的,溶解氧在三個階段的提升將使TN得去除率從54.3%分別提高至63.3%和67.3%,而TP的去除率則從42.7%提高至58.3%及69.2%。A~2O系統(tǒng)好氧末段的分格供氧在節(jié)約曝氣量的同時,能夠有效提升系統(tǒng)對生活污水中污染物的去除效率,好氧段第1格、第2格及第3格供氧量分別為0.6~1.0 mg/L、3.0~4.0 mg/L和2.5~3.5 mg/L。在該條件下可使系統(tǒng)出水COD、NH4+-N、TN、TP濃度分別降低至29.3 mg/L、1.6 mg/L、16.3 mg/L、0.71 mg/L,將使得出水達標排放。在A~2O系統(tǒng)好氧段第2格投加體積比為30%的填料,可以保證COD去除率提升的同時(去除率提升3%),大幅提升NH4+-N的去除率(提高近15%),從而達到低溫條件(8~12℃)下系統(tǒng)中N的高效去除。聚合鋁鐵在曝氣池前段投加條件下對A~2O系統(tǒng)生物除磷效能有負面作用,對COD去除效果不佳,但有利于反硝化進行,提高了脫氮效果。A~2O系統(tǒng)曝氣池末端聚合鋁鐵的投加生物除磷系統(tǒng)影響較小,在投加量為4mg/L時出水TP濃度為0.17 mg/L,磷的去除效達到97.6%,出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)Ⅰ級A標準,但聚合鋁鐵末端投加時系統(tǒng)出水NO3--N濃度要高于前端投加。且低溫條件下在A~2O系統(tǒng)曝氣池末端投加聚合鋁鐵有利于系統(tǒng)中TP的去除。同時,A~2O系統(tǒng)中聚合鋁鐵投加后將使得系統(tǒng)污泥齡減小,污泥沉降性也大幅改善,泥水分離順利,有利于A~2O系統(tǒng)的高效運行。城鎮(zhèn)污水廠接納高比例的工業(yè)廢水,存在工業(yè)廢水事故排放造成的超標風險,以阿特拉津為風險目標物開展研究,將為污水廠的應(yīng)急運行提供技術(shù)對策。結(jié)果表明阿特拉津的短時間沖擊并不會造成運行系統(tǒng)毀滅性的崩潰。當進水中阿特拉津濃度為20.0mg/L,沖擊時間為2d時,阿特拉津的沖擊會造成污水的COD、NH4+-N去除率明顯降低,COD去除率從95%將至65%,而NH4+-N去除率從88%最低降到36%左右。受到?jīng)_擊的A~2O處理系統(tǒng)有一定的自我修復(fù)能力,沖擊后半個月左右,可以恢復(fù)正常運行,出水達標。投加顆�；钚蕴�(GAC)能抵抗高濃度阿特拉津?qū)钚晕勰嘞到y(tǒng)的瞬間高濃度的破壞作用。當GAC投加濃度為300mg/L時,能夠緩解沖擊作用對系統(tǒng)的影響,系統(tǒng)恢復(fù)正常運行的時間縮短至一星期,持續(xù)增大GAC的濃度,并不能獲得同比增大的去除率。為了實現(xiàn)對添加化學(xué)藥劑的污泥進行有效處理,論文比較了不同類型的污泥固化劑對污泥脫水性能及固化效果的影響。通過對固化污泥含水量、抗壓強度、重金屬含量和重金屬瀝出情況的研究,得出硅灰石粉和高嶺土相對于其他固化劑具有較高的污泥脫水性能,但是高嶺土固化污泥具有較高的Cu、Cr和Ni的瀝出率,而硅灰石粉具有較高的Zn和Pb的瀝出率。相較而言,鋁基膠凝固化劑(AS)、灰鈣粉、Mg基固化劑和鋁酸三鈣等固化劑固化后的污泥具有較低的重金屬瀝出率和較高的抗壓強度。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

的效果[47]。生物除磷原理如圖1-3所示。A2O 工藝利用生物脫氮和生物除磷的原理，使氨化細菌、亞硝化細菌、硝化細菌、反硝化細菌、聚磷菌等微生物在 A2O 系統(tǒng)中混合生長，達到同步脫氮除磷效果。該工藝具有流程簡單﹑總停留時間短﹑運行費用低等特點。由- 6 -

技術(shù)路線

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文NH4+-N 的硝化作用有限，這也是出水中氨氮較高的主要原因中的聚磷菌含量相對較少，啟動初期系統(tǒng)內(nèi)聚磷菌未形成或利于反硝化細菌進行反硝化，與此同時，系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)回流污水也相對較少，這是系統(tǒng)出水中硝酸鹽氮很低的主要原因。5060TN-進水 TN-出水 氨氮-進水 氨氮-出水
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本文編號：2858220