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),同時設(shè)置缺氧段,在必要時進行硝化液回流以強化脫氮。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)對生活污水進行處理試驗,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)運行參數(shù),并對該工藝中各污染物的去除機理進行了分析,對COD去除動力學模型進行了推導和驗證,同時,還對系統(tǒng)的反沖洗機理、方式及強度進行了試驗研究。 通過不同試驗條件下的污染物去除試驗,最終確定出了該生物膜組合工藝在處理生活污水時的最優(yōu)工藝參數(shù)為：水力停留時間(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,當進水COD平均負荷和氨氮平均負荷分別為290.8 mg/L和42.2mg/L時,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,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)的標準。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。 試驗結(jié)果表明,HRT、DO、R、水溫、進水有機負荷和氨氮負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B段DO低于6 mg/L時,該段氨氮去除率大大降低；受回流比變化影響最大的指標是總氮去除,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,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,系統(tǒng)對COD的去除隨水溫升高有所增高,而此時氨氮的去除率并未明顯受到水溫變化的影響；進水COD負荷對A-O段COD和氨氮的去除均有影響,前者隨進水COD負荷的增加呈現(xiàn)先增加后略有降低的趨勢,而后者大體上隨COD負荷的增加呈降低趨勢；進水COD負荷對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水氨氮負荷影響較大,該段出水氨氮濃度隨進水氨氮負荷的增加呈線性增加趨勢。 通過理論推導及試驗推求,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；整個系統(tǒng)的COD去除動力學模型為：C2=C0e0.1377R2-0·.2789R-0．0205T2-0.019T-13904。 通過分析及試驗驗證分別確定了A-O、B段反應(yīng)器的反沖洗方式及強度。A-O反應(yīng)器的反沖洗方式和強度：先氣、水同時沖洗,再單獨用水反沖洗；確定氣-水同時反沖洗時的氣沖洗強度為12 L／(m2·s),水沖洗強度為4 L／(m2·s),沖洗時間5min,單獨水沖洗階段的水沖洗強度4 L／(m2·s),時間9 min。B反應(yīng)器的反沖洗方式及強度：先單獨氣沖洗,再氣-水同時反沖洗,最后單獨用水漂洗；確定單獨氣洗階段的反沖洗強度為18 L／(m2·s),時間4 min,氣、水同時沖洗階段的氣洗強度18 L／(m2·s),水沖洗強度為4 L／(m2·s),時間8 min,單獨水沖洗階段的反沖洗強度為4 L／(m2·s),時間3 min。 試驗研究表明,該工藝可實現(xiàn)對COD、氨氮、總氮和懸浮物的有效去除,同時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、抗沖擊負荷能力強、處理出水水質(zhì)穩(wěn)定、尤其是脫氮效果較好等優(yōu)點,驗證了該工藝在分散式污水處理與回用中的可行性。
【學位單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：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 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 空壓機試驗裝置如圖 2一1 所示 "反應(yīng)器 由兩個直徑均為 Zo nln 的有機玻璃柱 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, 可充分實現(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)計思路, BAF 段不但對 A 段出水中的污染物起到進一步凈化的作用外, 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械強度 ! 比表面積 !生物和化學穩(wěn)定性, 還需要考慮其尺和形狀 "本試驗中, B胚 段選用了平均粒徑為 4一6~ 的頁巖陶粒濾料 , 其點是材質(zhì)輕, 微孔發(fā)達, 比表面積大 ! 吸附能力強 ! 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)進水, 連續(xù)曝氣 "此時, 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, 掛膜試驗期間, 僅對 O ! B 段填料外觀及其附著生物相變化情況進行觀察和總結(jié) "
【參考文獻】

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1 李國秀;王克全;;改良生物接觸氧化法在印染廢水處理中的應(yīng)用[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2008年03期

2 張東,許建華;受污染原水的彈性填料生物接觸氧化處理掛膜試驗研究[J];重慶環(huán)境科學;2001年01期

3 項學敏;宋晨;周集體;周笑白;楊鳳林;;人工濕地水處理技術(shù)研究進展存在問題與改進[J];環(huán)境科學與技術(shù);2006年10期

4 鄒長偉;金臘華;萬雨龍;袁杰;;渠式生物膜反應(yīng)器處理生活污水的動力學研究[J];環(huán)境科學與技術(shù);2007年10期

5 許健;王詩發(fā);陳城池;;混凝沉淀-電解-ABR-生物接觸氧化法處理樹脂廢水[J];廣東化工;2008年01期

6 孫星凡;文一波;張言;;A/O-MBR處理生活污水回用的試驗研究[J];供水技術(shù);2008年04期

7 江雄志,李超,姜立安;石家莊市污水回用現(xiàn)狀及發(fā)展構(gòu)想[J];中國給水排水;2001年09期

8 蔣展鵬,鐘燕敏,師紹琪;一體化A/O生物膜反應(yīng)器處理生活污水[J];中國給水排水;2002年08期

9 張杰,曹相生,孟雪征;曝氣生物濾池的研究進展[J];中國給水排水;2002年08期

10 叢廣治,白宇,張杰,白春學,李泳;生物膜過濾技術(shù)處理污水廠二級出水[J];中國給水排水;2002年12期

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2 曹杰;人工濕地對農(nóng)村生活污水的處理效果研究[D];浙江大學;2007年

本文編號：2890593