聚苯乙烯漂浮滤料单级曝气生物滤池脱氮试验研究

论文摘要

为实现低碳氮比城镇污水脱氮，以及克服多级曝气生物滤池（BiologicalAerated Filter, BAF）工艺控制复杂和运行成本高的缺点，本文通过对聚苯乙烯漂浮滤料单级BAF工艺运行条件的优化来提高其脱氮效果。本文中单级BAF有两种运行方式，底部曝气模式和中间曝气模式。文中对单级BAF两种曝气方式在硝化脱氮能力和适用水质方面作对比，并控制工艺条件提高反应器内的同步硝化反硝化效果。首先对底部曝气BAF开展了工艺优化研究。内容包括：启动、气水比以及污染物负荷，同时研究了除碳硝化区分布规律和最大反硝化负荷。然后研究了与中间曝气模式同一运行条件下污染物的去除效果、DO的沿程分布、污染物的沿程去除规律和同步硝化反硝化效果的对比。试验结果表明，单级BAF可以实现硝化脱氮的要求，与传统两级BAF相比，具有流程短、运行成本低和运行管理简单等优势。底部曝气BAF在水力停留时间3h，回流比为100%，温度25-30℃，气水比4:1的条件下，进水NH4+-N小于30mg/L，平均出水NH4+-N小于5mg/L，TN小于15mg/L。对于中间曝气BAF，进水NH4+-N则须小于22mg/L。中间曝气模式相比底部曝气模式，有较长的运行周期和较高的反硝化能力，但是较低的氨氮去除负荷。进水sCOD浓度是选择曝气模式的关键因素。当进水sCOD浓度大于120mg/L，可以采用底部曝气模式；当进水sCOD小于120mg/L，宜采用中间曝气模式。在两种曝气模式下，同步硝化反硝化有最大TN去除时，占全部TN去除近50%左右。在停留时间3h、气水比4:1、无回流或回流比为1时同步硝化反硝化几可忽略，降低气水比到2:1或改变停留时间为1.5h时同步硝化反硝化十分明显。综上得出结论，同步硝化反硝化倾向发生在高负荷、低气水比的工况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 曝气生物滤池脱氮技术研究现状
• 1.2.1 曝气生物滤池主要形式
• 1.2.2 曝气生物滤池脱氮原理
• 1.2.3 脱氮主要影响因素的研究
• 1.2.4 多级 BAF 脱氮的应用和不足
• 1.3 课题研究目的及主要内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 试验装置设计
• 2.1.2 试验装置结构
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 滤料特性
• 2.2.2 试验用水
• 2.2.3 接种污泥
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 检测方法
• 2.3.2 试验安排
• 第3章 常规底部曝气单级 BAF 试验研究
• 3.1 启动
• 3.1.1 启动方法
• 3.1.2 启动过程
• 3.2 气水比的影响
• 3.2.1 碱度的投加
• 3.2.2 对出水 DO 的影响
• 3.2.3 对 SS 及 COD 去除的影响
• 4⁺-N 去除的影响'>3.2.4 对 NH₄⁺-N 去除的影响
• 3.2.5 对 TN 去除的影响
• 3.3 回流比的影响
• 3.3.1 碱度的投加
• 3.3.2 反冲洗
• 3.3.3 对 SS 和 COD 的去除
• 4⁺-N 的去除'>3.3.4 对 NH₄⁺-N 的去除
• 3.3.5 对 TN 的去除
• 4⁺-N 的影响'>3.3.6 污染物负荷对出水 NH₄⁺-N 的影响
• 3.4 污染物去除规律
• 3.4.1 合适的气水比
• 3.4.2 除碳与硝化分区的规律
• 3.4.3 TN 去除效果
• 3.5 本章小结
• 第4章 中间曝气单级 BAF 对比优化研究
• 4.1 中间曝气位置的优化
• 4.1.1 对出水 DO 的影响
• 4.1.2 对去除 SS 的影响
• 4.1.3 对去除 COD 的影响
• 4.1.4 对反冲洗的影响
• 4⁺-N 的影响'>4.1.5 对去除 NH₄⁺-N 的影响
• 4.1.6 对去除 TN 的影响
• 4.1.7 对去除 P 的影响
• 4.2 水力停留时间的优化
• 4⁺-N 的影响'>4.2.1 对去除 NH₄⁺-N 的影响
• 4.2.2 对去除 TN 的影响
• 4.3 回流比的优化
• 4.3.1 对出水 pH 的影响
• 4⁺-N 的影响'>4.3.2 对去除 NH₄⁺-N 的影响
• 4.3.3 对去除 TN 的影响
• 4.4 污染物去除规律
• 4.4.1 DO 分布
• 4.4.2 沿程 SS 分布
• 4.4.3 除碳及硝化分区规律
• 4.4.4 TN 沿程变化
• 4.5 TN 去除分析
• 4.5.1 反硝化最大负荷试验
• 4.5.2 TN 去除途径分析
• 4.6 改变进水水质试验
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢