哈尔滨污水深度处理工艺优化及生产性试验研究

论文摘要

松花江哈尔滨江段受城市工业废水和生活污水的污染，江水作为集中饮用水源已令人担忧。欲维系城市用水健康循环的功能，仅仅依靠提高二级处理普及率是远远不够的，如果在二级处理基础上将排放的处理水变成再生水，使之成为稳定的城市水源的重要组成部分，那么一个健康的城市用水循环系统就近在咫尺。通过哈尔滨、大连、深圳、保定四地试验对好气过滤柱的再生效能进行了分析，考察了以pH为主的影响因素对净化效果的影响。并研究了低温下好气过滤柱的净化效能以及影响机理。结果表明：相对于普通石英砂滤柱来说，好气过滤柱的COD、BOD5、浊度、NH4 -N改善率分别为25.7%、54%、43%、62%。试验综合表明，好气过滤柱进行污水深度处理，最佳水力负荷、DO、pH分别为68m/h，1.52.5mg/L，78，而最佳运行周期则因进水水质、水温等因素而定。哈尔滨现场中试验证小试的试验结果表明：采用污水处理全流程对污水进行一级、二级、深度处理，更能真实反映好气过滤柱的运行效果，有助于寻求适宜的运行参数。中试试验证明，适当反冲洗有助于好气过滤柱的快速启动。好气过滤柱在COD容积负荷8Kg/m3·d、水力负荷7m3/m2·h时处理效能最佳。当水力负荷大于9m3/m2·h后，COD去除量都在2.2Kg/m3·d左右，与容积负荷的关系不大。在运行参数方面，静态烧杯试验得出：对比于硫酸铝、PAC和复合铝铁，选择硫酸铝作为再生水车间的混凝剂。动态实际系统流程的投药量大约为烧杯试验的1.51.6倍。在水气比为1.07时，气浮池的出水效果最佳。确定在进水负荷3.0 m3/m2·h，滤池的处理效果达到最佳，此时的过滤周期为48小时。通过实验优选出常规滤料滤池三段式联合反冲洗方式的最佳运行参数为：气冲洗强度14 L/s·m2，水冲洗强度6 L/s·m2，单气预冲2min，接着气水同时冲洗3min，最后单水漂洗5min。在实验室小试与现场中试以后，利用污水处理厂的二级出水作为再生水实验对象，在哈尔滨文昌污水厂厂区建设了以混凝沉淀、溶气气浮、外加好气滤池为主体工艺流程的产业化污水再生回用全流程，通过超越管道和闸门切换可达到八个不同处理流程，以处理不同的来水水质。综合分析不同的来水水质与各个不同流程的处理效果，选择流程4（即混凝沉淀+好气滤池）

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 松花江水系及其污染概况
• 1.1.2 松花江哈尔滨江段水质状况
• 1.2 哈尔滨市水资源开发利用现状以及城市用水健康循环规划
• 1.2.1 水资源量及开发利用的现状
• 1.2.2 城市用水健康循环的规划
• 1.3 国内外污水再生利用事业的发展历程与现状
• 1.3.1 国外污水再生利用的历程
• 1.3.2 国内污水回用状况
• 1.4 污水再生技术的现状与展望
• 1.4.1 污水再生技术概况
• 1.4.2 污水再生技术展望
• 1.5 本课题的来源、研究目的意义和研究内容
• 1.5.1 课题来源及研究目的和意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 哈尔滨污水深度处理小试研究
• 2.1 小试试验模型
• 2.2 试验测试项目和方法
• 2.3 好气过滤柱的快速启动
• 2.4 好气过滤柱与普通石英砂滤柱的启动比较
• 2.5 好气过滤柱净化效能研究
• 2.5.1 不同试验地的净化效能比较
• 2.5.2 运行方式对净化效能的影响
• 2.5.3 运行参数对净化效能的影响
• 2.5.4 好气过滤柱低温运行效能分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 哈尔滨污水深度处理中试研究
• 3.1 中试装置与方法
• 3.1.1 试验水质
• 3.1.2 试验装置
• 3.1.3 实验方法与内容
• 3.2 启动试验结果与分析
• 3.2.1 A-O池污泥的培养
• 3.2.2 深度处理生物膜的培养
• 3.3 成熟期试验结果分析
• 3.3.1 试验结果
• 3.3.2 容积负荷影响分析
• 3.3.3 抗冲击负荷试验
• 3.3.4 生长恢复试验
• 3.4 本章小结
• 第4章 哈尔滨污水深度处理工艺优化运行参数研究
• 4.1 混凝试验参数研究
• 4.1.1 静态烧杯试验最佳投药量的确定
• 4.1.2 动态的系统试验最佳投药量的确定
• 4.2 气浮池试验参数研究
• 4.2.1 最佳水气比的确定
• 4.2.2 排泥周期、排泥时间的确定
• 4.3 滤池运行参数的试验研究
• 4.3.1 滤池滤速的确定
• 4.3.2 滤池过滤周期的确定
• 4.3.3 滤池的反冲洗试验
• 4.4 冬季污水再生系统运行特点
• 4.5 自控出现的问题以及解决对策
• 4.6 本章小结
• 第5章 哈尔滨污水深度处理工艺优化及生产性研究
• 5.1 实验场地与装置
• 5.2 实验水质与实验方法
• 5.3 好气滤池挂膜启动结果的讨论与分析
• 5.3.1 启动过程中出水氨氮变化
• 5.3.2 启动过程中出水浊度变化
• 5.3.3 启动过程中的反冲洗情况
• 5.4 稳定运行期间各个流程试验结果讨论与分析
• 5.4.1 普通滤池与好气滤池的处理效果比较
• 5.4.2 增加混凝的流程与增加气浮的流程的处理效果对比分析
• 5.4.3 混凝沉淀与混凝气浮的处理效果比较分析
• 5.5 各项水质指标的运行效果分析
• 5.5.1 COD的去除效果
• 5.5.2 浊度的去除效果
• 4⁺-N的去除效果'>5.5.3 NH₄⁺-N的去除效果
• 5.5.4 磷的去除效果
• 5的去除效果'>5.5.5 BOD₅的去除效果
• 5.5.6 好气过滤和砂滤对色度和臭味的去除效果
• 5.5.7 悬浮物（SS）的去除效果
• 254的去除效果'>5.5.8 UV₂₅₄的去除效果
• 5.5.9 细菌和大肠杆菌的去除效果
• 5.6 好气滤池内的微生物试验
• 5.6.1 滤层孔隙内微生物扫描电镜
• 5.6.2 填料表面的微生物扫描电镜实验
• 5.7 本章小结
• 第6章 哈尔滨污水深度处理工艺优化经济技术分析
• 6.1 污水再生流程
• 6.2 污水再生技术经济分析
• 6.2.1 基建投资
• 6.2.2 运行维护费用与制水成本
• 6.2.3 污水再生全流程方案优选
• 6.3 本章小结
• 第7章 污水再生水厂投资与运行研究
• 7.1 我国污水处理和再生利用投资现状和问题
• 7.1.1 我国污水处理和再生利用投资现状和规划
• 7.1.2 我国污水处理和再生利用投资存在的主要问题
• 7.2 污水处理厂投资运行的新模式
• 7.3 再生水的价格核心作用
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明
• 哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书
• 哈尔滨工业大学博士学位涉密论文管理
• 致谢
• 个人简历