气升回流一体化反应器处理分散型生活污水的试验研究

论文摘要

尽管目前分散污水处理工艺在很多地区得到了应用,但是其占地面积大、运行维护难度大等缺点限制了其在分散型地区的进一步推广。本课题针对分散型生活污水处理工艺中存在的一些问题,设计开发出了气升回流一体化反应装置,主要用于处理分散型地区的生活污水。本实验旨在找到该反应装置的最佳运行工况并对反应器的设计提出优化意见,便于今后的工程推广。本实验在总容积为140L的气升回流一体化装置上,对校园生活污水进行了为期8个月的试验研究,主要考察系统在各个不同的进水负荷及曝气量的条件下,对原水中的COD,NH3-N,NO3-N,TN以及浊度的去除情况,以及系统中活性污泥的相关性状变化,以此来研究系统的处理能力及最佳运行条件,并提出优化设计建议。通过研究得到如下结论:（1）将系统进水点位置移至缺氧区第二廊道后,缺氧区的反硝化能力得到了明显的提高。当系统在水温12.63℃,进水有机负荷0.8 kgCOD/m3d,进水N负荷0.1 kgN/m3d,好氧区水力停留时间5.0h,曝气量345L/h的条件下运行时,系统的出水COD、NH3-N以及TN浓度分别为55.58mg/L,3.8mg/L和14.68mg/L,出水的NH3-N以及TN分别满足了《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准,COD、NH3-N以及NO3-N的去除率分别达到了84.12%,91.42%和73.21%。（2）在曝气条件合适的前提下,系统对于COD的去除效果主要取决于进水的有机负荷。系统在进水有机负荷不超过0.80kgCOD/m3d的条件下运行时,系统对于有机物的去除效果较好,出水的COD指标均能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准;当进水有机负荷超过0.80kgCOD/m3d时,系统对有机物的去除能力下降;当进水有机负荷超过1.0kgCOD/m3d时,系统对于COD的去除效果较差,并可能会引起污泥膨胀现象。（3）系统对于N的去除效果主要取决于系统的曝气量是否与系统的进水N负荷匹配,即使在冬季,系统依旧可以取得较好的去除效果。好氧区的水力停留时间保持在5h左右的前提下,当进水N负荷在0.04 kgN/m3d时,选择220L/h的曝气量,系统能取得较好的处理效果,出水NH3-N浓度为3.05mg/L,TN浓度为11.91mg/L;进水N负荷在0.060.11 kgN/m3d时,选择320350L/h的曝气量,出水NH3-N浓度为3.8mg/L,TN浓度为14.68mg/L;进水N负荷达到0.14 kgN/m3d是,选择400L/h的曝气量,出水NH3-N浓度8.76mg/L,去除率可以够达到86.77%;当进水N负荷超过0.20kgN/m3d时,系统的脱氮能力较差。（4）红虫会消耗系统中的活性污泥,引起污泥沉降性能的恶化,并影响系统硝化效果。在温度适宜的条件下,好氧区的溶解氧在2.0mg/L以上可能会引起红虫的大量繁殖,溶解氧控制在0.5mg/L以下可以有效抑制红虫的生长。按结论（3）来选择与系统匹配的曝气量,可以将好氧区的溶解氧控制在1.01.5mg/L左右,既能保证系统对污染物良好的去除效果,又能有效地防止系统中红虫的大量繁殖。（5）本系统实现了8个月不排泥的连续稳定运行,表明缺氧区与好氧区6:5的容积比能够实现缺氧区储泥及污泥消化的目的。但缺氧区的空间利用不充分,污泥在缺氧区内的空间分布不均匀,上向流隔室内储泥较多,下向流隔室内储泥较少,污泥消化的停留时间不易得到保证。提高缺氧区挡板深入水下的位置能够有效地使一部分污泥在缺氧区的底部沉积,增加了缺氧区的污泥量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 污水处理模式概述
• 1.1.1 污水的集中式处理
• 1.1.2 污水的分散式处理
• 1.2 分散式污水处理系统与集中式污水处理系统的比较
• 1.2.1 系统比较
• 1.2.2 投资与见效
• 1.2.3 处理工艺与技术
• 1.2.4 水资源的重复利用
• 1.3 污水分散处理的必要性
• 第二章 课题的选题背景及研究内容
• 2.1 分散污水处理的典型工艺类型
• 2.1.1 分散型生活污水处理工艺设计和选择应注重要点
• 2.1.2 分散污水处理的典型工艺类型
• 2.2 各种分散污水处理工艺的技术比较
• 2.3 我国分散污水处理技术的发展及今后的发展方向
• 2.4 本课题的主要研究内容及研究意义
• 第三章 反应器的工作原理及过程分析
• 3.1 气升回流一体化反应器的运行原理
• 3.2 反应器的主要控制参数
• 3.2.1 曝气量
• 3.2.2 进水负荷
• 3.2.3 堰口水位
• 第四章 试验装置、材料与方法
• 4.1 试验装置及工艺流程
• 4.1.1 试验装置构造
• 4.1.2 系统工艺流程
• 4.2 试验水质及分析测试方法
• 4.2.1 试验水质
• 4.2.2 分析测试方法
• 4.3 实验方法
• 第五章 试验结果与讨论
• 5.1 系统运行状况概述
• 5.2 缺氧区构型的优化设计
• 5.3 污泥膨胀现象及对系统运行效能的影响
• 5.3.1 污泥膨胀现象的发生
• 5.3.2 污泥膨胀对系统运行效能的影响
• 5.4 红虫现象及对系统运行效能的影响
• 5.4.1 红虫现象的发生
• 5.4.2 红虫对系统运行效能的影响
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介