生物化学法协同处理城市污水试验研究

论文摘要

随着经济的发展,水中氮磷含量不断增多,水体富营养化问题日益突出。我国制定《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）规定一级A标准总磷含量应少于0. 5mg/L,而我国大多数传统污水处理厂难以达到这个排放标准。因此,化学强化除磷的研究势在必行。本文采用生物化学法协同处理城市污水,选用四种不同的化学药剂,分别是氯化铁FeCl3、聚合硫酸铁PFS、硫酸铝Al2（SO4）3及聚合硫酸铝PAS,测定不同混凝剂与生物协同除磷效果,并探索各种混凝剂在生化反应器中最佳运行工况,考察混凝剂对生物脱氮及有机物去除的影响。并利用分子生物学技术,研究反应器内微生物种群数量变化情况。本试验后期使用一体化连续流生物装置进行投药试验。研究结果表明:（1）FeCl3、Al2（SO4）3及PAS三种混凝剂与生物具有协同除磷作用,PFS与生物不具有协同除磷作用。（2）生化反应器内FeCl3、Al2（SO4）3和PAS三种混凝剂均具有促进生物脱氮作用,而PFS抑制生物脱氮。四种混凝剂均有助于有机物的去除。（3）比较不同反应器内SVI值大小:聚合硫酸铝PAS <聚合硫酸铁PFS < FeCl3 < Al2（SO4）3<生物反应器。投加PAS的生化反应器内污泥凝聚及沉降性能最佳。（4）投加PFS的生化反应器内的污泥产量是普通曝气法污泥产量34. 5倍,投加FeCl3、Al2（SO4）3及PAS三种混凝剂的污泥产量与曝气法污泥产量相比,差别不大。（5）生化反应器的脱氮除磷效果与pH、温度具有明显相关性。（6）连续流生物反应器内投加混凝剂PAS后,总磷去除率明显提高,总磷出水达到一级A标准,总氮去除率有所提高。同时,混凝剂的投加有助于系统内有机物的去除。（7）通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析,投加四种混凝剂的反应器内以及生物反应器内的微生物种群数量均少于接种污泥内微生物种群数量。投加四种混凝剂的反应器以及生物反应器内微生物种群数量均各不相同,各种反应器内形成各自优势种群。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 含磷污水来源及特征
• 1.1.2 污水除磷技术
• 1.2 传统生物脱氮除磷工艺的现状及存在的问题
• 1.2.1 传统生物脱氮除磷工艺的现状
• 1.2.2 传统生物脱氮除磷工艺存在的问题
• 1.3 化学除磷研究现状及存在的问题
• 1.3.1 化学除磷工艺技术及应用
• 1.3.2 化学除磷特点
• 1.3.3 化学除磷工艺存在的问题
• 1.4 生物化学法脱氮除磷处理技术的应用背景与发展
• 1.4.1 生物化学法处理技术特点
• 1.4.2 生物化学法处理技术国内外研究及应用进展
• 1.5 课题研究的目的、内容及技术路线
• 1.5.1 课题研究的目的
• 1.5.2 课题研究的内容
• 1.5.3 课题研究的技术路线
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 试验用水及水质
• 2.2 化学混凝剂
• 2.3 试验设备
• 2.4 分析项目与检测方法
• 2.4.1 水质分析项目及方法
• 2.4.2 水中以及污泥中重金属含量分析方法
• 第三章 化学及生物化学除磷试验研究
• 3.1 化学除磷试验研究
• 3.1.1 试验设备与运行
• 3除磷研究'>3.1.2 氯化铁FeCl₃除磷研究
• 3.1.3 聚合硫酸铁PFS除磷研究
• 2（SO₄）₃除磷研究'>3.1.4 硫酸铝Al₂（SO₄）₃除磷研究
• 3.1.5 聚合硫酸铝PAS除磷研究
• 3.2 生物化学除磷试验研究
• 3.2.1 污泥的培养与驯化
• 3.2.2 试验设备与运行
• 3.2.3 投加混凝剂除磷试验研究及投药量确定
• 3.2.4 生化反应器脱氮效果比较
• 3.2.5 生化反应器内有机物去除效果比较
• 3.3 生化反应器内污泥沉降性能比较及污泥量计算
• 3.3.1 污泥沉降性能比较
• 3.3.2 反应器内污泥量计算
• 3.4 反应器内重金属含量研究
• 3.4.1 试验条件
• 3.4.2 试验结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 生物化学法试验影响因素研究
• 4.1 试验设备与运行
• 4.2 pH影响因素研究
• 4.2.1 试验条件
• 4.2.2 pH对生物反应器运行系统的影响
• 3运行系统的影响'>4.2.3 pH对投加氯化铁FeCl₃运行系统的影响
• 4.2.4 pH对投加聚合硫酸铁PFS运行系统的影响
• 2（SO₄）₃运行系统的影响'>4.2.5 pH对投加硫酸铝Al₂（SO₄）₃运行系统的影响
• 4.2.6 pH对投加聚合硫酸铝PAS运行系统的影响
• 4.3 温度影响因素研究
• 4.3.1 试验条件
• 4.3.2 温度对生物反应器运行系统的影响
• 3运行系统的影响'>4.3.3 温度对投加氯化铁FeCl₃运行系统的影响
• 4.3.4 温度对投加聚合硫酸铁PFS运行系统的影响
• 2（SO₄）₃运行系统的影响'>4.3.5 温度对投加硫酸铝Al₂（SO₄）₃运行系统的影响
• 4.3.6 温度对投加聚合硫酸铝PAS运行系统的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 连续流生化反应器脱氮除磷研究
• 5.1 试验装置
• 5.2 试验方案
• 5.3 试验运行条件
• 5.4 试验结果与讨论
• 5.4.1 连续流脱氮除磷反应器处理城市污水效果研究
• 5.4.2 反应器内投加混凝剂PAS试验研究
• 5.4.3 两种不同工况下污泥增长量比较
• 5.5 本章小结
• 第六章 利用分子生物学技术探索生化反应器内的微生物种群变化情况
• 6.1 试验仪器设备
• 6.2 样品DNA的提取
• 6.3 基因组 DNA的 PCR扩增
• 6.3.1 PCR扩增的原理
• 6.3.2 PCR扩增
• 6.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析
• 6.4.1 变性梯度凝胶电泳原理
• 6.4.2 DGGE所需配制的试剂
• 6.4.3 DGGE试验操作步骤
• 6.4.4 DGGE结果检测
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢