氧化沟同步硝化反硝化脱氮及化学除磷工艺研究

论文摘要

常规的污水生物处理工艺,为达到脱氮除磷的目的通常要设置厌氧、缺氧、好氧池,这样会提高污水处理厂的基建费用。污水厂运行过程中,好氧池曝气系统所消耗电能的费用往往是整个污水厂运行费用的主要部分。为降低基建费用和节省能耗,近些年诞生了许多诸如同步硝化反硝化、厌氧氨氧化、好氧反硝化等新型生物脱氮工艺。本论文主要研究在低溶解氧条件下,通过控制同步硝化反硝化的各个影响因素,确定氧化沟中进行同步硝化反硝化脱氮最佳条件,并且建立氧化沟同步硝化反硝化动力学模型。在试验后期,对氧化沟出水进行化学除磷研究。试验中重点考察HRT、C/N、活性污泥浓度和F/M等因素对氧化沟同步硝化反硝化的影响。试验期间将氧化沟温度控制在20℃～25℃,溶解氧控制在0.6～1.0mg/L,由于硝化反硝化和曝气吹托等原因,pH可以自动保持在7.5～8.3之间。在此条件下,通过试验表明,在处理校园生活污水时,HRT为6h,污泥浓度在3.5g/L,C/N在6～9之间,污泥COD负荷控制在0.3kgCOD/kgMLSS*d左右,污泥氨氮负荷在0.03kgNH4+-N/kgMLSS*d时,是氧化沟同步硝化反硝化脱氮的最佳运行条件。在最佳运行条件时,COD平均去除率91.29%、氨氮平均去除率80.68%、TN平均去除率68.13%。由此可见,COD和氨氮相对TN都是比较容易去除的,TN的去除是整个试验的难点。试验表明HRT、C/N和污泥浓度是影响氧化沟同步硝化反硝化的最主要因素。合理的HRT保证在低溶解氧条件下氧化沟中生物絮体形成好氧-缺氧结构;合适C/N既可以满足异养好氧微生物需求,又可以为反硝化菌提供碳源;足够的污泥浓度是活性污泥法的必要条件。我国南方生活污水C/N基本保持在6～9之间,是该工艺理想的运行条件。低溶解氧条件下,氧化沟中磷的去除率只有20%～40%,出水磷的浓度在1.0 mg/L～4.0mg/L,磷的去除基本靠微生物生长代谢。所以采取同步沉析化学除磷方法,以聚合铝铁为主要除磷试剂,投加系数β控制在1.5左右,就可以使出水TP在0.5 mg/L以下,达标排放。论文对各个工况条件下的污染物质去除情况（包括COD、NH4+-N、TN、TP）进行了全面分析,并分析了各个控制参数（HRT、C/N、活性污泥浓度和F/M）对污染物质去除的影响,通过建立COD去除的动力学模型,得出Vmax=5.32d-1,Ks=21.56mgCOD/d;NH4+-N进行动力学分析得出n=0.2,k=4.27。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 氮磷的来源和危害
• 1.1.1 水体中氮磷的来源
• 1.2 生物脱氮的基本原理
• 1.2.1 硝化反应
• 1.2.2 反硝化反应
• 1.3 化学除磷的现状与发展
• 1.3.1 化学除磷现状概述
• 1.3.2 化学除磷的计算
• 1.4 氧化沟工艺简介
• 1.4.1 工艺的发展及特点
• 1.4.2 Carrousel氧化沟发展概况
• 1.5 课题背景
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 课题的目的和内容
• 第二章 同步硝化反硝化工艺研究现状简介
• 2.1 实现同步硝化反硝化的机理
• 2.2 同步硝化反硝化工艺的控制因素
• 2.3 生物脱氮理论的发展
• 2.3.1 短程硝化-反硝化生物脱氮技术
• 2.3.2 好氧反硝化
• 2.3.3 厌氧氨氧化
• 2.3.4 好氧脱氨
• 2.3.5 CANON工艺
• 2.3.6 OLAND工艺
• 2.3.7 EM脱氮技术
• 第三章 氧化沟同步硝化反硝化脱氮研究
• 3.1 试验研究内容
• 3.2 试验装置和试验方法
• 3.2.1 试验装置及流程
• 3.2.2 试验用水
• 3.2.3 接种污泥
• 3.2.4 污泥驯化
• 3.2.5 试验主要仪器设备
• 3.2.6 分析项目及方法
• 3.3 氧化沟同步硝化反硝化影响因素研究
• 3.3.1 试验固定控制因素
• 3.3.2 水力停留时间对氧化沟同步硝化反硝化脱氮的影响
• 3.3.3 COD/N对氧化沟同步硝化反硝化脱氮的影响
• 3.3.4 活性污泥浓度和F/M对氧化沟同步硝化反硝化脱氮的影响
• 3.3.5 其他影响因素
• 3.4 氧化沟 SND脱氮时除磷效果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 氧化沟化学除磷研究
• 4.1 试验背景及目的
• 4.1.1 试验背景
• 4.1.2 试验目的
• 4.2 化学除磷试验主要仪器及试剂
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 混凝剂的选择
• 4.3.2 试验方法
• 4.4 三氯化铁和聚合铝铁除磷效果比较
• 4.4.1 β相同时两种混凝剂除磷效果对比
• 4.4.2 除磷效果相同时两种混凝剂加药量比较
• 4.4.3 两种混凝剂对pH的影响分析
• 4.5 聚合铝铁除磷研究
• 4.5.1 不同条件下聚合铝铁除磷效果对比
• 4.5.2 废水不同含磷浓度除磷研究
• 4.5.3 β与废水含磷量定性研究
• 4.5.4 药剂投加量对污水处理系统的影响分析
• 4.6 化学强化生物除磷加药量优化
• 4.6.1 化学除磷量预测
• 4.6.2 化学除磷加药量的计算
• 4.6.3 同步沉析化学除磷自控优化
• 4.6 本章小结
• 第五章 氧化沟系统生化动力学研究
• 5.1 有机物降解动力学研究
• 5.1.1 动力学模型建立
• 5.1.2 动力学常数的求定
• 5.2 氨氮去除动力学研究
• 5.2.1 动力学模式
• 5.2.2 动力学常数的求定
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢