复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷现场小试及生产性试验研究

论文摘要

水环境污染与水体富营养化问题已成为备受瞩目的全球性问题，近年来我国水环境污染状况与水体富营养化问题也日趋严重，并已成为限制我国经济与社会快速稳定发展的瓶颈问题。水体富营养化发生的根本原因是水体中氮、磷等营养性物质含量过高，因此，有效控制城镇污水氮、磷等营养性物质排放是解决富营养化问题的重要途径之一。现有各种污水生物脱氮除磷技术普遍存在脱氮除磷效率不高、运行稳定性差及低温硝化效果差等技术难题。本研究提出的复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷技术通过铁离子介入微生物生化反应与能量代谢过程，强化铁离子介入电子传递作用与酶促反应激活剂作用，提高生物脱氮除磷效率，为污水高效深度脱氮除磷提供新的思路。在前期已有的研究成果基础上，本研究以实际城镇污水为研究对象，①在低温条件下，通过现场对比小试试验研究，从脱氮除磷处理效果、硝化速率及微生物活性等角度进行比较分析，揭示了复合铁酶促活性污泥强化生物脱氮除磷效果的反应机制。②在某污水处理厂生物池进行了复合铁酶促活性污泥的现场生产性试验研究，对培养过程中污泥性能、脱氮除磷效果、硝化速率及复合铁酶促活性污泥培养成熟后系统的工艺优化进行了研究,分析复合铁酶促活性污泥生物脱氮除磷作用原理并确定其污泥系统运行的最佳控制参数。研究结果表明：（1）在低温（7～16℃）条件下，两平行对比系统脱氮除磷能力和微生物活性均随着温度的降低而有所下降，但复合铁酶促活性污泥对污水的处理效果及微生物活性均优于普通活性污泥。在13～16℃条件下，其对于NH4+-N、PO43--P及有机物的平均去除率分别较普通活性污泥提高4.84%、21.36%和2.72%；在10～13℃条件下，其对于NH4+-N、PO43--P和有机物的平均去除率分别提高16.57%、39.79%和5.13%；在7～10℃条件下，其对于NH4+-N、PO43--P及有机物的平均去除率分别较普通活性污泥提高26.87%、52.13%和6.66%。（2）在低温（9.5～11.6℃）条件下，两系统活性污泥脱氮除磷反应过程对比分析结果表明，在整个好氧过程中，复合铁酶促活性污泥与对比活性污泥比硝化速率分别为1.20mg NH4+-N/（g MLVSS·h）和0.68mg NH4+-N/（g MLVSS·h），其比硝化速率提高43.33%。（3）复合铁酶促活性污泥的现场生产性试验表明在污泥培养过程中，污泥浓度有所提高，形成了大而结实的污泥絮体结构，污泥沉降性能大大提高；培养成熟后出水COD和SS的去除效果分别达到了83.95%和87.20%，去除效果较高且稳定，TN和TP较培养前分别提高了39.00%、46.38%。（4）复合铁酶促活性污泥培养成熟后，通过回流比、溶解氧、进水方式和是否外加碳源等条件变化，考察各工况条件下复合铁酶促活性污泥脱氮除磷效果，确定最佳工艺控制参数。在最优运行条件下，复合铁酶促活性污泥系统硝化、反硝化、除磷效果稳定，对该类水质具有良好的处理效果，COD、TN、NH3-N、TP平均去除率分别为90.9%、75.6%、99.3%、91.0%，出水水质能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国的水环境现状
• 1.2 我国控制氮磷污染排放标准
• 1.3 生物脱氮除磷技术发展现状
• 1.3.1 生物脱氮除磷原理
• 1.3.2 生物脱氮除磷工艺
• 1.4 复合铁酶促活性污泥技术的提出及研究现状
• 第2章 本课题研究内容及方法
• 2.1 课题来源
• 2.2 研究目的及意义
• 2.3 课题研究内容
• 2.3.1 低温条件下复合铁酶促活性污泥的小试试验研究
• 2.3.2 复合铁酶促活性污泥系统的生产性试验研究
• 2.4 研究方法
• 2.5 试验研究水质分析方法
• 第3章 低温条件下复合铁酶促活性污泥现场小试试验研究
• 3.1 试验装置与试验方法
• 3.1.1 试验研究对象
• 3.1.2 试验装置与方法
• 3.2 试验结果与讨论
• 3.2.1 低温条件下脱氮除磷效果比较
• 3.2.2 两系统活性污泥脱氮除磷反应过程对比分析
• 3.2.3 低温条件下微生物相的观察
• 3.3 本章小结
• 第4章 复合铁酶促活性污泥现场生产性试验研究
• 4.1 试验进水水质分析
• 4.2 复合铁酶促活性污泥系统培养阶段系统处理效果和讨论
• 4.2.1 复合铁酶促活性污泥培养阶段系统污染物处理效果与分析
• 4.2.2 复合铁酶促活性污泥脱氮除磷性能的研究
• 4.2.3 复合铁酶促活性污泥培养过程中污泥性能的分析研究
• 4.3 复合铁酶促活性污泥工艺运行优化研究
• 4.3.1 工况一条件下系统脱氮除磷效果与分析
• 4.3.2 工况二条件下系统脱氮除磷效果与分析
• 4.3.3 工况三条件下系统脱氮除磷效果与分析
• 4.3.4 工况四条件下系统脱氮除磷效果与分析
• 4.3.5 工况五条件下系统脱氮除磷效果与分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论和建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢