城市污水高效脱氮SBR工艺研究

论文摘要

西安市某城市污水处理厂采用A~2/O的生物处理工艺,该污水厂进水水质变化幅度较大,冬春季节的进水COD为400～650 mg/L,夏秋季节的COD为275～325mg/L;全年进水氨氮为25～42 mg/L,磷酸盐为2～4.5 mg/L,SS为264～320mg/L。通过对该厂污水水质进行长时间监测,发现系统脱氮效率不高。对此,本试验在SBR系统中研究了在“缺氧—厌氧—好氧”运行条件下,3种不同前置缺氧段时间对生物脱氮效果的影响;并分别研究了在“厌氧—好氧—缺氧”运行条件下缺氧段后置对生物脱氮的影响和在“缺氧—好氧—缺氧—好氧”运行条件下一次性进水和分步进水对生物脱氮效果的影响。研究结果如下:(1)通过对该污水处理厂进出水水质连续50 d的监测结果表明:该厂A~2/O系统对COD和磷的去除效果较好,其中COD的平均去除率达到92%,总磷的平均去除率达到95%,氨氮的平均去除率为80%;但总氮的平均去除率仅为65%。分析其原因为缺氧段水力停留时间短以及缺氧段进水中COD浓度较低,从而造成了缺氧段反硝化不足,脱氮没有达到预期的效果。(2)以“缺氧—厌氧—好氧”方式运行的改良SBR实验结果表明:单周期8 h、厌氧段时间分别为30 min、90 min时总氮的去除率均保持在70%左右,磷的去除率在95%以上,COD的去除率分别为78%和83%,氨氮的去除率分别为67%和98%;厌氧段时间为120 min时COD的去除效果最好,去除率达到89%,磷的去除率达到了100%,此时总氮和氨氮的去除率分别为67%和90%。固定缺氧段时间为30 min,缩短单周期运行时间为6 h研究结果表明,总氮、COD和磷几乎可以达到同样的去除效果。系统在该方式下的四种工况运行结果表明,运行周期为6 h,厌氧30 min好氧4 h时,总氮、氨氮、COD的去除效果均达到该方式下的最好效果;运行周期为8 h,厌氧120 min好氧270 min时磷的去除效果为该方式下的最好效果。(3)以“厌氧—好氧—缺氧”方式运行的改良SBR中试实验运行,结果表明:COD的平均去除率为74%,总氮的平均去除率下降为46%,氨氮的去除率也下降至54%,而磷和总磷的去除率仍然在95%以上。缺氧段有机物不足是造成脱氮效果不高的原因。(4)以“缺氧—好氧—缺氧—好氧”方式运行的改良SBR中试运行结果表明:采用一次性进水时,COD的平均去除率为90%,总氮的平均去除率为63%,总磷的平均去除率为97%;采用分步进水时(即运行方式为:进水75%、缺氧30 min、好氧240 min、进水25%、缺氧60 min、好氧60 min),总磷的去除率没有发生变化,COD的去除率为89%,总氮去除率达到了81%,出水达到国家城镇污水处理厂污水排放标准一级A标。(5)经过系统在三种方式下的运行结果表明:以“厌氧—好氧—缺氧”方式运行时效果较差,其原因可能是缺氧段有机物浓度较低,影响了反硝化菌的反硝化作用,引起脱氮效率较低;以“缺氧—好氧—缺氧—好氧”方式运行时效果较好,尤其是采用分步进水后,出水总氮9 mg/l,COD出水浓度21 mg/l,总磷为0.18mg/l,其原因是在后缺氧段前期的25%进水为反硝化脱氮提供了足够的电子受体。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 我国水资源现状
• 1.2 我国城市污水的处理现状
• 1.3 氮素污染及其危害
• 1.3.1 氮素污染物的来源
• 1.3.2 氮素污染的危害
• 1.3.3 氨对水生生物产生毒害
• 1.3.4 硝酸盐影响人类健康
• 1.4 城市污水的生物脱氮除磷
• 1.4.1 氮磷与水体的富营养化
• 1.4.2 城市污水生物脱氮除磷的必要性
• 1.5 脱氮除磷技术的发展现状
• 1.5.1 污水生物脱氮除磷机理
• 1.5.2 污水生物脱氮技术
• 1.5.3 污水生物除磷技术
• 1.5.4 生物脱氮除磷组合工艺
• 1.6 生物脱氮除磷技术
• 1.6.1 生物脱氮技术
• 1.6.2 生物除磷技术
• 1.7 传统SBR系统的运行原理
• 1.8 课题研究的意义
• 2 试验概况
• 2.1 试验装置
• 2.2 试验水质
• 2.3 分析方法
• 2.4 试验内容及方案
• 3 西安市某污水处理厂的运行概况及工艺分析
• 3.1 污水处理厂概况
• 3.2 工艺介绍
• 3.3 进水水质
• 2/O工艺流程简介'>3.4 改良A²/O工艺流程简介
• 3.5 运行效果及分析
• 3.5.1 有机物的去除效果及分析
• 3.5.2 氮的去除效果及分析
• 3.6 本章小结
• 4 改良SBR系统运行效果及分析
• 4.1 SBR系统的改良方式
• 4.2 改良SBR运行效果及单周期污染物降解特性分析
• 4.2.1 SBR的启动
• 4.2.2 以"缺氧—厌氧—好氧"方式运行的SBR运行效果及分析
• 4.2.3 以"厌氧—好氧—缺氧"方式运行的SBR运行效果及分析
• 4.2.4 以"缺氧—好氧—缺氧—好氧"方式运行的SBR运行效果及分析
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献