论文摘要
随着水体污染不断加剧,“富营养化”问题日益突出,与此同时,严重的水资源短缺状况要求污水处理后回用。长期以来,在污水处理工程中广泛应用的悬浮污泥和附着污泥工艺各自具有不可克服的缺陷,处理水质也难以达到回用水标准。在此背景下,通过对现有污水生物脱氮除磷理论及工艺进行分析,结合悬浮污泥和附着污泥工艺各自的特性,开发了“序批式反应器（SBR）-曝气生物滤池（BAF）复合工艺”,以期能为现有污水处理厂的技术改造及新建污水处理厂的优化设计提供新思路和技术支持。本文研究了SBR-BAF工艺对模拟城市污水中有机物、氮、磷的去除规律。通过试验研究了厌氧、好氧反应历时的变化、MLSS以及COD/TP对SBR系统中COD和TP去除效果的影响;通过试验研究了缺氧/好氧容积比、回流比、气水比、碳氮比、温度和氨氮容积负荷对BAF处理效果的影响;最后确定了反冲洗周期、反冲洗参数以及反冲洗对出水水质的影响。通过上述试验研究,可以得出以下结论:（1）SBR-BAF工艺具有良好的去除有机物、氮和磷的功能。对COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别达到95.98%、96.20%、68.91%、97.81%;出水COD、氨氮、总氮、总磷的浓度平均值为19.79 mg/L、1.45 mg/L、11.83 mg/L、0.15 mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级标准的A标准,达到了本工艺的设计要求。（2）通过对厌氧/好氧时间的研究,表明SBR反应器经过45 min厌氧后,总磷的释放已基本完成,好氧90 min后,总磷去除率达到99.48%,COD去除率达到85.36%;在进水总磷含量相同的情况下,随着MLSS的下降,反应器厌氧阶段释磷量、除磷效率均有大幅度下降,出水中总磷含量表现出增大的趋势,随着MLSS的降低COD去除率也减小;C/P值越高,污泥释磷量也相对较高,好氧阶段的吸磷速度也越快,当C/P值大于40时,随着C/P值增加,释磷量差异缩小。（3）BAF反应器在曝气区与非曝气区2:1和1:1两种比例条件下,COD和氨氮的去除效果未受明显的影响,但是当非曝气区比例增大时,改善了反硝化效果,于是改善了总氮的去除效果;BAF反应器的回流比由100%变为200%时,对COD和氨氮去除效果的影响不明显,但回流量的增加改善了反硝化效果,提高了总氮的去除率;当气水比由10:1降至5:1再降至2:1时,COD去除效果未受明显影响,但氨氮的去除率呈现出下降的趋势,当气水比由5:1降至2:1时,总氮去除率出现下降趋势,当气水比由5:1增至10:1时,总氮去除率略有下降;碳氮比由3增大到5.5时,总氮去除率随碳氮比的增加呈上升趋势;氨氮容积负荷率增大时,其去除率未出现明显的变化,但出水中氨氮的浓度呈现出上升趋势;随着水温的升高,COD的去除率缓慢增加,温度对氨氮的去除率的影响比较明显;通过对BAF反冲洗性能的研究发现,本实验所设计的BAF反应器反冲洗周期较长,在79月反冲洗周期为15天,在46月和1011月反冲洗周期为20天,并且反冲洗2小时后即能恢复良好的处理效果。SBR-BAF工艺为自主开发的新工艺,该工艺污泥负荷高,水力停留时间短,通过将PAOs和硝化菌分级优化培养,解决了脱氮和除磷在泥龄、碳源、负荷之间的一系列矛盾,避免了BAF对化学除磷的依赖。该工艺在模拟城市污水的处理中具有良好的去除COD、氮和磷的功能,能耗低,方便管理,是一种高效低耗并且可以广泛应用的工艺。