缺氧+生物接触氧化复合工艺处理水产品加工废水的试验研究

论文摘要

本课题来源于国家环境保护标准制修订项目《水产品加工业水污染物排放标准》（项目编号2006-432），重点围绕以缺氧+生物接触氧化（A+BCO）复合工艺处理水产品加工废水的达标可行性及其污染物降解动力学模型进行了研究。水解酸化+生物接触氧化（HA+BCO）工艺在国内中小型水产品加工企业的污水处理中的应用十分广泛，该工艺对有机物和氨氮的处理效果良好，但出水总氮和总磷的含量较高，难以满足拟定新标准中相应的排放限值要求。为使其出水水质满足拟定新标准的排放要求，采用该工艺的企业需对其污水处理设施进行改造。本课题对HA+BCO工艺的改造进行了研究：将HA+BCO工艺中的水解池改造为缺氧池并增设回流装置，使HA+BCO工艺改造为具有脱氮功能的A+BCO复合工艺，以提高处理设施对各项污染物特别是氮、磷的处理效果。本课题主要研究内容包括：①实验室状态下确定HA+BCO工艺处理水产品加工废水的最佳处理效果及其达标情况；②分别确定A+BCO复合工艺达到拟定现有和新建企业直排标准限值时的运行工况、各池填料投加比以及混凝剂投加种类和投加量，并估算了企业达标后增加的处理成本；③对复合工艺中两相微生物对底物的降解动力学及有关理论进行了分析和研究，并建立了适合于本复合工艺的污染物降解动力学模型。研究结果表明：在实验室状态下，HA+BCO工艺出水中COD和NH3-N能够分别满足拟定新标准中现有企业和新建企业直接排放标准限值的要求；但对TN和TP的去除率相对较低，均不能满足现有企业直接排放限值的要求。复合工艺的最佳运行工况为：HRT为20h、DO为5mg/L、污泥回流比IR为400%、污泥龄为10d。在此工况下，若复合系统出水中污染物各项指标均要满足拟定新标准中现有企业直排限值的要求，则每吨污水需投加1.0g的阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）和30g的聚合氯化铝（PAC）（或25g的聚合硫酸铁（PFS）），相应处理成本增加0.46元/t；若各项指标要满足拟定新建企业的直排标准，尚需在缺氧池投加填料（填充比52%左右），并每吨污水投加1.0g的CPAM与50gPAC（或30gPFS），相应的处理成本增加0.5元/t。对基于ASM1模型的复合式系统计算模型的主要参数qm,nitr,SP和qm,COD,SP进行了校正，利用该模型建立了适用于本实验复合工艺和YDT填料的污染物降解动力学模型，并对模型的精度进行了验证；模型对NH3-N去除速率的平均预测精度为88%，而对COD去除速率的平均预测精度为92%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水产品加工废水概况
• 1.1.1 水产品加工废水的来源
• 1.1.2 水产品加工废水的特点
• 1.2 水产品加工行业产、排污现状
• 1.2.1 水产品加工业的污染物产生情况
• 1.2.2 主要水处理工艺及其排污现状
• 1.2.3 水产品加工业水污染物排放标准的相关要求
• 1.3 课题来源、研究目的及内容
• 1.3.1 研究背景及课题来源
• 1.3.2 研究的目的及意义
• 1.3.3 课题研究的内容
• 第2章 BCO 工艺及改造可行性分析
• 2.1 BCO 工艺
• 2.1.1 BCO 工艺的机理
• 2.1.2 国内外研究现状
• 2.1.3 BCO 工艺的特点
• 2.2 BCO 工艺改造可行性分析
• 2.2.1 改造的技术可行性分析
• 2.2.2 改造的经济可行性分析
• 第3章 试验装置、材料与方法
• 3.1 试验装置与流程
• 3.2 试验设备与材料
• 3.2.1 主要试验设备
• 3.2.2 YDT 弹性立体填料
• 3.3 试验条件
• 3.3.1 原水水质
• 3.3.2 试验污泥
• 3.4 分析方法
• 3.4.1 常规分析项目
• 3.4.2 系统性能参数监测
• 3.5 试验方案
• 3.6 试验启动
• 第4章 HA+BCO 和 A+BCO 工艺处理效果研究
• 4.1 HA+BCO 工艺处理效果及其达标性研究
• 4.1.1 运行条件
• 4.1.2 HA+BCO 工艺处理效果分析
• 4.2 A+BCO 复合工艺去除效果达标性研究
• 4.2.1 A+BCO 复合工艺最佳运行工况的确定
• 4.2.2 复合工艺最佳去除效果分析
• 4.3 污泥龄和缺氧段填料对脱氮除磷效果的影响研究
• 4.3.1 脱氮除磷功能之间的关系
• 4.3.2 强化脱氮除磷的试验方案
• 4.3.3 试验结果分析
• 4.4 投加混凝剂对除磷效果的影响研究
• 4.4.1 混凝剂的种类和特点
• 4.4.2 混凝剂种类和投加量对除磷效果的影响
• 4.5 处理成本分析
• 4.6 小结
• 第5章 A+BCO 复合工艺污染物降解动力学研究
• 5.1 现有的生物膜-活性污泥组合工艺数学模型简介
• 5.1.1 生物膜—活性污泥串联组合模型
• 5.1.2 基本模型与反应-扩散模型的复合模型
• 5.2 A+BCO 复合工艺基于 ASM1 的复合模型的建立
• 5.2.1 模型及其相关参数的引入
• 5.2.2 模型参数的校正
• 5.2.3 A+BCO 复合工艺污染物降解动力学模型的建立
• 5.3 模型的验证
• 5.4 小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 1 发表的学术论文
• 2 进行的科研工作
• 致谢