本文提出了一種回流式生物膜法組合工藝,其以傳統(tǒng)的接觸氧化法和BAF為基礎(chǔ),同時(shí)設(shè)置缺氧段,在必要時(shí)進(jìn)行硝化液回流以強(qiáng)化脫氮。該工藝按污水流經(jīng)次序分為缺氧段(A段)、接觸氧化段(O段)‘和BAF段(B段),其中,前兩段裝填多面空心球填料,而BAF段裝填陶粒填料。應(yīng)用該反應(yīng)器系統(tǒng)對生活污水進(jìn)行處理試驗(yàn),研究了各污染物去除效果及影響因素,確定了該工藝的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù),并對該工藝中各污染物的去除機(jī)理進(jìn)行了分析,對COD去除動力學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo)和驗(yàn)證,同時(shí),還對系統(tǒng)的反沖洗機(jī)理、方式及強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。 通過不同試驗(yàn)條件下的污染物去除試驗(yàn),最終確定出了該生物膜組合工藝在處理生活污水時(shí)的最優(yōu)工藝參數(shù)為：水力停留時(shí)間(HRT)為6.5 h；O、B段溶解氧(DO)濃度分別控制在3-4 mg／L和6-7 mg/L；回流比為150%。在最優(yōu)工藝參數(shù)條件下,當(dāng)進(jìn)水COD平均負(fù)荷和氨氮平均負(fù)荷分別為290.8 mg/L和42.2mg/L時(shí),反應(yīng)器對COD、氨氮、總氮及濁度的平均去除率分別為90.83%、98.97%、76.27%及88.66%,此時(shí),反應(yīng)器出水COD、氨氮、總氮及濁度分別為22～31 mg/L,0.2～0.75 mg/L、9.6～13.3 mg/L及6-10 NTU,其均值分別為26.4 mg/L、0.43 mg/L、11.15 mg/L、7.8 NTU,均滿足GB18918-2002中所規(guī)定的一級A要求,且可滿足部分城市雜用水(GB/T18920-2002)和景觀用水(GB/T18921-2002)的標(biāo)準(zhǔn)。反應(yīng)器對總磷的去除效果較差,其平均去除率僅為37.98%,出水總磷濃度為1.4-1.9 mg/L。 試驗(yàn)結(jié)果表明,HRT、DO、R、水溫、進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷對污染物的去除均有不同程度的影響。HRT對氨氮的去除影響較大,隨著HRT的減小系統(tǒng)氨氮去除率大大降低；O段DO的變化對各項(xiàng)污染物去除的影響較小,而B段DO的變化對氨氮的去除影響較大,當(dāng)B段DO低于6 mg/L時(shí),該段氨氮去除率大大降低；受回流比變化影響最大的指標(biāo)是總氮去除,其去除率隨回流比的增大呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢；在HRT為6.5 h時(shí),系統(tǒng)對COD和氨氮的去除率均隨水溫升高呈現(xiàn)增高趨勢,但在HRT為4.25 h時(shí),系統(tǒng)對COD的去除隨水溫升高有所增高,而此時(shí)氨氮的去除率并未明顯受到水溫變化的影響；進(jìn)水COD負(fù)荷對A-O段COD和氨氮的去除均有影響,前者隨進(jìn)水COD負(fù)荷的增加呈現(xiàn)先增加后略有降低的趨勢,而后者大體上隨COD負(fù)荷的增加呈降低趨勢；進(jìn)水COD負(fù)荷對B段反應(yīng)器污染物去除的影響并不明顯；A-O段氨氮去除率受其進(jìn)水氨氮負(fù)荷影響較大,該段出水氨氮濃度隨進(jìn)水氨氮負(fù)荷的增加呈線性增加趨勢。 通過理論推導(dǎo)及試驗(yàn)推求,最終確定了A-O段反應(yīng)器和B段反應(yīng)器的COD去除動力學(xué)模型分別為：C=C0e-(-0.117R2+0.2958R-0.0037T12+0.1559T1+0.2361)h1和C=C1e-(0.0861R2-0.2837R+0.1834T22-0.5895T2+0.8856)h2；整個(gè)系統(tǒng)的COD去除動力學(xué)模型為：C2=C0e0.1377R2-0·.2789R-0．0205T2-0.019T-13904。 通過分析及試驗(yàn)驗(yàn)證分別確定了A-O、B段反應(yīng)器的反沖洗方式及強(qiáng)度。A-O反應(yīng)器的反沖洗方式和強(qiáng)度：先氣、水同時(shí)沖洗,再單獨(dú)用水反沖洗；確定氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)的氣沖洗強(qiáng)度為12 L／(m2·s),水沖洗強(qiáng)度為4 L／(m2·s),沖洗時(shí)間5min,單獨(dú)水沖洗階段的水沖洗強(qiáng)度4 L／(m2·s),時(shí)間9 min。B反應(yīng)器的反沖洗方式及強(qiáng)度：先單獨(dú)氣沖洗,再氣-水同時(shí)反沖洗,最后單獨(dú)用水漂洗；確定單獨(dú)氣洗階段的反沖洗強(qiáng)度為18 L／(m2·s),時(shí)間4 min,氣、水同時(shí)沖洗階段的氣洗強(qiáng)度18 L／(m2·s),水沖洗強(qiáng)度為4 L／(m2·s),時(shí)間8 min,單獨(dú)水沖洗階段的反沖洗強(qiáng)度為4 L／(m2·s),時(shí)間3 min。 試驗(yàn)研究表明,該工藝可實(shí)現(xiàn)對COD、氨氮、總氮和懸浮物的有效去除,同時(shí)對總磷也有一定的去除效果,且該工藝具有占地面積小、操作簡單、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理出水水質(zhì)穩(wěn)定、尤其是脫氮效果較好等優(yōu)點(diǎn),驗(yàn)證了該工藝在分散式污水處理與回用中的可行性。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

圖 2一1 回流式組合生物膜工藝裝置圖 2 蠕動泵 3 空氣轉(zhuǎn)子流量計(jì) 4 微孔曝氣頭 5 穿孔承托板 6取樣口 7 多面空心球填料 8 穿孔板口 10 放空閥 n 布水器 21 陶粒填料 13 反沖洗調(diào)節(jié)閥 41 回流口 巧 出水口 61 空壓機(jī)試驗(yàn)裝置如圖 2一1 所示 "反應(yīng)器 由兩個(gè)直徑均為 Zo nln 的有機(jī)玻璃柱 I 和聯(lián)而成, 其按污水流經(jīng)次序分為缺氧 (簡稱 A 段) ! 接觸氧化 (B C O 段, 簡 段) 和曝氣生物濾池 (BAF 段, 簡稱 B 段) 三段, 各段反應(yīng)器設(shè)定的有效分別為 71 L ! 44L 和 3 L, 其中 , A 段位于 O 段前端 , A ! O 段在同一個(gè)反內(nèi), 其后接 B 段反應(yīng)器, A !O !B 段填料高度分別為 5 mc !140c m !105 mc "柱下端均設(shè)有環(huán)形布水器, 其作用主要是保證原水和反洗水的進(jìn)水均勻; 兩均設(shè)有微孔曝氣頭, 以保證曝氣均勻及氧的有效利用; 曝氣量由空氣轉(zhuǎn)子流控制; 為了承托填料, O 段下端設(shè)孔徑為 20nln 的穿孔承托板, B 段下端設(shè)l3

2.1.2 試驗(yàn)填料填料是生物接觸氧化工藝的核心部分, 其特性直接影響到生物接觸氧化工藝的處理效果9[ #,/0l, "-]"本試驗(yàn)中, 反應(yīng)器 A 段和 " 段選用多面空心球填料, 該填中部沿整個(gè)周長有一條加固環(huán), 環(huán)上 ! 下部各有 21 條球瓣, 沿中心軸呈放射布置 "該球具有氣速高 ! 葉片大 ! 阻力小 ! 比表面積大等優(yōu)點(diǎn), 可充分實(shí)現(xiàn)氣交換 "其外形和技術(shù)參數(shù)分別見圖 2一2 和表 2一1"按照設(shè)計(jì)思路, BAF 段不但對 A 段出水中的污染物起到進(jìn)一步凈化的作用外, 還需要對水中的 55 起到過作用, 即 B 段填料既是生物的載體又是過濾的主體物質(zhì), 因此在其選取上不要充分考慮填料的機(jī)械強(qiáng)度 ! 比表面積 !生物和化學(xué)穩(wěn)定性, 還需要考慮其尺和形狀 "本試驗(yàn)中, B胚 段選用了平均粒徑為 4一6~ 的頁巖陶粒濾料 , 其點(diǎn)是材質(zhì)輕, 微孔發(fā)達(dá), 比表面積大 ! 吸附能力強(qiáng) ! 抗壓耐磨 ! 截污能力佳 !用于酸 ! 中 ! 堿性水的處理等, 其外觀和技術(shù)參數(shù)分別見圖 2一3 和表 2一2 "

空反應(yīng)器內(nèi)污水 "然后連續(xù)進(jìn)水, 連續(xù)曝氣 "此時(shí), A 一O 反應(yīng)器出水開始經(jīng)過 B反應(yīng)器, 反應(yīng)器 B 內(nèi)填料的掛膜正式開始 "2.3.3 掛膜成熟標(biāo)志.2 .3 3.1 填料外觀變化及生物相分析由于 A 段為缺氧段, 對 COD 和氨氮的降解能力均有限, 所以, 掛膜試驗(yàn)期間, 僅對 O ! B 段填料外觀及其附著生物相變化情況進(jìn)行觀察和總結(jié) "
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2890593