交替式活性污泥反应器处理市政废水试验研究

论文摘要

交替式活性污泥反应器工艺是一种自主研发，具有自主知识产权，创新的污水处理工艺。它是SBR（Sequencing Batch Reactor）工艺的一种改进工艺，它继承了SBR工艺的许多优点，同时克服了SBR工艺的一些缺点。它是一种交替的曝气和沉淀一体化活性污泥工艺，具有结构紧凑、占地少、容积利用率高、自动化程度高、运行方式灵活、耐冲击负荷、污泥沉降性能好、能连续运行等许多优点。本论文以武汉市经济开发区的市政废水为处理对象，对该新工艺进行了全面的研究。为了深入研究，做了小试和中试两套试验装置，小试规模为0.5 m3／d，中试规模为500 m3／d。在小试的装置中，研究了该反应器的脱氮除磷的效果和流态特征。在中试的装置中，研究了活性污泥的培养和驯化方法，研究了该反应器的除磷效果和除磷机理，研究了该反应器的脱氮效果。在小试和中试的试验中，还提出了一种新的测定化学需氧量（COD）的方法和快速测定污泥浓度（MLSS）的方法。在试验数据的基础上，通过理论分析，提出了磷的去除主要机理是微生物的增殖，而不是传统的聚磷菌机理。试验结果表明：反应器能在较短的时间内调试成功；该工艺能高效去除城市污水中的氮、磷等有机污染物；出水COD、NH4--N、TN及TP浓度等所有指标均可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）的一级B排放标准。试验结果表明：啤酒厂的剩余污泥完全可以作为低浓度城市污水处理厂的接种污泥使用，而且培养时间短，出水效果好。使用自配试剂代替HACH试剂和标准方法的COD测定方法，具有药剂用量减少、成本便宜和准确性高等优点。通过使用MATLAB计算机语言编程计算得到的污泥浓度公式，准确性高，适用范围广，但公式难记；通过人工统计方法得到的污泥浓度公式，准确性能满足生产的需要，易记好用；所得到的公式均缩短了检测污泥浓度时间。通过反应器的流态特征研究，以NaCl为示踪剂，得到了相应的示踪剂浓度曲线，通过使用数学方法统计之后，证明该反应器是一种高效的生物反应器，以及获得改善水力条件的方法。通过对反应器的除磷效果的研究，发现污泥浓度增长100 mg／L能去除将近1 mg／L TP；发现随着污泥浓度增长速率的增加，除磷效率相应提高；当污泥浓度的增长速率增加到每天500 mg／L时，磷的去除率将高于90％，并且出水TP浓度将低于1 mg／L；发现每天排放的剩余污泥量可以根据进水TP浓度来决定；发现最佳好氧与厌氧时间比TO／A是0.5；溶解氧冲击指数DOI被首次提出，作为分析溶解氧DO影响的指标。通过对反应器的脱氮研究，发现该反应器的NH4--N去除率非常高，发现进水NH4--N／TN的百分比值基本上与总氮的去除率一致，脱氮的效果基本取决于进水氨的浓度，最佳的TN的去除效率能通过进水的NH4--N／TN比例来判断。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 传统的脱氮除磷理论
• 1.3 生物脱氮除磷工艺现状
• 1.4 本课题主要研究内容
• 2 试验装置与方法
• 2.1 试验用水来源与水质
• 2.2 试验装置及仪器
• 2.3 分析项目与检测方法
• 2.4 反应器初始工艺矩阵
• 3 试验启动和调试
• 3.1 研究内容
• 3.2 投加啤酒厂脱水污泥
• 4 COD测定方法研究
• 4.1 简介
• 4.2 主要试剂及仪器
• 4.3 自配COD消解液
• 4.4 标准曲线绘制
• 4.5 结果与分析
• 4.6 讨论
• 4.7 结论
• 5 污泥浓度快速测定方法研究
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验条件与方法
• 5.3 试验结果
• 5.4 结果讨论
• 5.5 结论
• 6 反应器流态特征研究
• 6.1 概述
• 6.2 试验装置
• 6.3 试验内容
• 6.4 试验方法
• 6.5 相关参数确定
• 6.6 结果与讨论
• 6.7 结论
• 7 反应器除磷效果研究
• 7.1 概述
• 7.2 材料和方法
• 7.3 试验结果
• 7.4 讨论
• 7.5 结论
• 8 反应器除磷机理研究
• 8.1 概述
• 8.2 材料和方法
• 8.3 试验结果
• 8.4 讨论
• 8.5 结论
• 9 反应器脱氮研究
• 9.1 概述
• 9.2 材料和方法
• 9.3 试验结果
• 9.4 讨论
• 9.5 结论
• 10 总结、主要创新点及建议
• 10.1 全文总结
• 10.2 主要创新点
• 10.3 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录