曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池污水深度脱氮研究

论文摘要

水环境污染和水资源短缺加快了污水回用与深度处理的研究。城市污水厂二级处理出水水量大、水质稳定,是良好的第二水源。但是,城市污水厂二级出水低碳氮比条件下生物脱氮困扰着许多学者。在现阶段,低碳源下生物脱氮是一个比较困难的问题。传统的异养反硝化需要投加有机碳源,这不仅增加了处理费用而且还可能带来二次污染。本文采用曝气生物滤池和硫/陶粒自养反硝化滤池的新组合工艺进行脱氮。研究了温度对于曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池脱氮的影响。而对碱度（以NaHCO3的形式）、空床接触时间等也进行了研究。研究表明,当温度在15℃以上时,曝气生物滤池对氨氮的去除率在95%以上。但当温度降到10℃、5℃时,氨氮去除率下降到65% -80%、55% - 70%。当进水的水温在5℃-35℃,溶解氧在2-4 mg/L时,硝酸盐氮的去除率在98%以上。低温和高浓度的溶解氧并没有降低硝酸盐氮的去除率。当温度在15℃以上时,由于较高的氨氮和硝酸盐氮的去除率,曝气生物滤池和硫自养反硝化（SCAD）滤池对总氮的去除率在90%以上。但在低温条件下,氨氮去除率的降低是影响总氮去除的一个限制因素。SCAD滤池出水的COD、浊度、UV254的数值都高于进水。硫酸根离子的产量和硝酸盐氮的降解量之比在7.6-9.5之间,比理论值稍高。在SCAD的出水中,硫酸根离子的浓度随着水温的降低而有升高的趋势。较高的NaHCO3投加量可以提高硝酸盐氮的去除速率,但是400 mg/L的NaHCO3意味着碱度?饱和‘的发生。在理论碱度的投加量下,硝酸盐氮的去除率在98%以上,但是出水中有亚硝酸盐氮的积累。空床接触时间对氨氮的去除率的影响比硝酸盐氮高,以至于总氮的去除率在较低的空床接触时间下开始下降。在低温高溶解氧条件下,硝酸盐氮的去除率依然很高,这与传统的低温高溶解氧抑制自养反硝化的观点相矛盾。这个组合工艺对于寒冷地区的生物脱氮具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 我国水资源现状及特点
• 1.1.2 水体富营养化现状
• 1.2 生物脱氮技术的研究现状
• 1.2.1 传统生物脱氮理论
• 1.2.2 生物脱氮新技术
• 1.3 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池在污水深度脱氮中的研究
• 1.3.1 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池的工作原理
• 1.3.2 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池在工程应用中的特点
• 1.3.3 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池在污水深度脱氮方面的研究现状
• 1.3.4 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池深度脱氮的影响因素
• 1.4 本论文研究的目的和内容
• 1.4.1 研究的目的
• 1.4.2 研究的主要内容
• 第2章 试验装置及试验方法
• 2.1 试验用水
• 2.2 试验装置
• 2.2.1 曝气生物滤池
• 2.2.2 硫自养反硝化柱滤池
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 考察温度对于BAF 和SCAD 处理效果的影响
• 2.3.2 考察不同的碱度和溶解氧条件下硫自养反硝化池的反硝化效果
• 2.3.3 考察BAF 和SCAD 在不同的空床接触时间下的处理效果
• 2.4 分析项目和方法
• 2.4.1 污水主要指标的测定
• 2.4.2 试验中使用的主要仪器
• 第3章 BAF 和SCAD 的启动和温度对其处理效果影响
• 3.1 引言
• 3.2 BAF 和SCAD 的启动及BAF 的反冲洗控制
• 3.2.1 BAF 的启动
• 3.2.2 BAF 的反冲洗
• 3.2.3 硫自养反硝化滤池的启动
• 3.2.4 曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池对二级出水的处理效果
• 3.3 温度对于曝气生物滤池和硫自养反硝化滤池处理效果的影响
• 3.3.1 BAF-SCAD 进出水COD 和氨氮的变化
• 3.3.2 BAF-SCAD 进出水浊度和UV254 的变化
• 3.3.3 BAF-SCAD 进出水硝酸盐氮和总氮的变化
• 3.3.4 BAF-SCAD 进出水碱度和无机碳的变化
• 3.3.5 BAF-SCAD 进出水TP 的变化
• 3.3.6 BAF-SCAD 进出水DO 和硫酸根离子的变化
• 3.4 本章小结
• 第4章 不同碱度和溶解氧条件下SCAD 的处理效果
• 4.1 引言
• 4.2 不同碱度条件下硫自养反硝化滤池的脱氮效果
• 4.2.1 BAF-SCAD 进出水碱度和pH 的变化
• 4.2.2 SCAD 进出水无机碳的变化
• 4.2.3 SCAD 中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的沿程变化
• 4.3 溶解氧对于脱氮硫杆菌反硝化脱氮的影响
• 4.3.1 SCAD 中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的沿程变化
• 4.4 本章小结
• 第5章 空床接触时间对BAF 和SCAD 处理效果的影响
• 5.1 引言
• 5.2 BAF 和SCAD 在不同空床接触时间下的处理效果
• 5.2.1 BAF-SCAD 对COD 和氨氮的处理效果
• 5.2.2 BAF-SCAD 进出水pH 和碱度的变化
• 5.2.3 BAF-SCAD 进出水浊度的变化
• 5.2.4 SCAD 进出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的变化
• 5.2.5 SCAD 中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的沿程变化
• 5.2.6 硫酸根离子浓度
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢