聚合铝铁和聚铁强化A~2/O工艺除磷的研究

聚合铝铁和聚铁强化A~2/O工艺除磷的研究

论文摘要

近年来,长三角地区经济迅速发展,工农业和居民生活产生大量的污水未经处理或者处理不完全而直接排入太湖,导致太湖水体中氮、磷含量严重超标,使得水体富营养化时有发生。为了遏制蓝藻的频繁爆发,太湖地区制定了更加严苛的地方标准。实行新标准以后,太湖流域的很多已建污水处理厂的现行处理工艺难以满足新标准所规定的排放限值,需要进行改造和优化。化学强化生物除磷是国内外很多污水厂升级改造中普遍采用的方法。目前,采用化学法除磷主要的问题是药剂过量投加及长期运行时活性污泥絮凝性能不好。本研究在实验室构建模拟芦村污水处理厂的A2/O工艺模型,由自动控制加药系统向反应器好氧池末端投加化学除磷药剂来强化生物除磷,研究投药对A2/O脱氮除磷系统性能及功能微生物的影响,并结合实际污水处理厂,分析长期过量投加化学药剂对处理系统的影响。通过在好氧池末端分别投加聚合铝铁和聚铁来强化生物除磷系统的试验发现,投加这两种化学除磷药剂对A2/O系统中COD、NH4+-N和TN的去除率影响不大,出水水质指标均能达到国家规定的一级A排放标准;投加化学除磷药剂对总磷的去除率有很大的提高,当聚合铝铁投加量为1.61mg/L(以Al计)、聚铁投加量为2.99mg/L(以Fe计)时,出水TP均达到0.5mg/L以下。投加化学药剂后,污泥产量增加,絮体颗粒增大,污泥沉降性能提高,出水Zeta电位降低,出水水质变好;随着化学药剂投药量的增加,胞外聚合物总量变化不大,但其组分蛋白/多糖的比值下降,胞外聚合物中金属离子和总磷含量增加; PHB含量逐渐增加。在本试验投加化学药剂的浓度范围内,化学药剂对硝化细菌基本没有影响,有利于提高聚磷菌的生物除磷效果,但是A2/O系统中微生物种类急剧减少。综合比较聚合铝铁和聚铁的强化除磷效果可以发现,二者的除磷效果和对微生物的影响基本相同,但是聚合铝铁更加经济,是比较理想的化学除磷药剂。通过对无锡市芦村污水处理厂和城北污水处理厂取样活性污泥进行分析,发现在好氧池末端、长期过量投加聚合铝铁的模式下运行,化学药剂对硝化细菌基本没有影响;化学药剂对聚磷菌的影响较大,两个污水厂的厌氧生物池活性污泥中PHB含量极低,基本没有生物除磷能力,两个污水厂除磷完全依赖化学法除磷;活性污泥絮凝性能降低,出水浑浊,出水Zeta电位升高,从而影响出水水质。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.1.1 课题来源
  • 1.1.2 课题研究的目的和意义
  • 1.2 生物脱氮除磷原理
  • 1.2.1 生物脱氮原理
  • 1.2.2 生物除磷原理
  • 1.3 同步生物脱氮除磷工艺
  • 1.3.1 Phoredox 工艺
  • 1.3.2 UCT 工艺
  • 1.3.3 BCFS 工艺
  • 2/O 工艺'>1.3.4 A2/O 工艺
  • 1.4 化学药剂强化生物除磷工艺
  • 1.4.1 化学强化生物除磷原理
  • 1.4.2 活性污泥絮凝机理及金属离子对生物絮凝性能影响的分析
  • 1.4.3 投加化学药剂对胞外聚合物的影响
  • 1.4.4 化学强化生物除磷的应用现状
  • 1.5 课题主要研究内容及技术路线
  • 1.5.1 研究内容
  • 1.5.2 技术路线
  • 第2章 试验装置与分析方法
  • 2.1 试验装置
  • 2.1.1 工艺的选择
  • 2.1.2 试验装置
  • 2.2 试验水质
  • 2.3 检测方法
  • 2.3.1 常规检测方法
  • 2.3.2 PHB 的测定
  • 2.3.3 胞外聚合物(EPS)的测定
  • 2.3.4 金属离子的测定
  • 2.3.5 电镜扫描
  • 2.3.6 硝化活性测定
  • 2.3.7 生物池群落结构的测定方法
  • 2.4 试验所用仪器
  • 2/O 系统的启动及回流比的优化'>第3章 A2/O 系统的启动及回流比的优化
  • 2/O 系统的启动'>3.1 A2/O 系统的启动
  • 3.1.1 COD 的去除特性.
  • 3.1.2 氮的去除特性
  • 3.1.3 总磷的去除特性
  • 2/O 脱氮除磷系统最优回流比的确定'>3.2 聚合铝铁和聚铁强化A2/O 脱氮除磷系统最优回流比的确定
  • 3.2.1 改变回流比对COD 去除的影响
  • 3.2.2 改变回流比对总氮去除的影响
  • 3.2.3 改变回流比对总磷去除的影响
  • 3.3 本章小结
  • 2/O 系统除磷的研究'>第4章 聚合铝铁强化A2/O 系统除磷的研究
  • 4.1 聚合铝铁强化生物除磷的最优投药量
  • 4.1.1 试验用药量的确定
  • 4.1.2 投加聚合铝铁对总磷去除特性的影响
  • 4.1.3 投加聚合铝铁对总氮去除的影响
  • 4.2 投加聚合铝铁对活性污泥形态及ZETA 电位的影响
  • 4.2.1 投加聚合铝铁对活性污泥形态的影响
  • 4.2.2 投加聚合铝铁对活性污泥Zeta 电位的影响
  • 4.3 投加聚合铝铁后对活性污泥EPS 的影响
  • 4.3.1 投加聚合铝铁对EPS 含量及成分的影响
  • 4.3.2 投加聚合铝铁对EPS 中金属铝含量的影响
  • 4.3.3 投加聚合铝铁对EPS 中总磷含量的影响
  • 4.4 投加聚合铝铁对PHB 含量的影响
  • 4.5 投加聚合铝铁对微生物群落结构的影响.
  • 4.6 本章小结
  • 2/O 脱氮除磷系统的研究'>第5章 聚铁强化A2/O 脱氮除磷系统的研究
  • 5.1 聚铁强化生物除磷的最优投药量
  • 5.1.1 试验用药量的确定
  • 5.1.2 投加聚铁后对总磷去除特性的影响
  • 5.1.3 投加聚铁后对总氮去除特性的影响
  • 5.2 投加聚铁后对活性污泥形态及ZETA 电位的影响
  • 5.2.1 投加聚铁对活性污泥形态的影响
  • 5.2.2 投加聚铁对活性污泥Zeta 电位的影响
  • 5.3 投加聚铁后对活性污泥EPS 的影响
  • 5.3.1 投加聚铁对EPS 含量及成分的影响
  • 5.3.2 投加聚铁对EPS 中金属铁含量的影响
  • 5.3.3 投加聚铁对EPS 中总磷含量的影响
  • 5.4 投加聚铁对PHB 含量的影响.
  • 5.5 投加聚铁对微生物群落结构的影响
  • 5.6 除磷药剂聚铁和聚合铝铁经济分析比较.
  • 5.7 本章小结
  • 第6章 药剂对实际污水处理系统影响的研究
  • 6.1 污水厂工艺及取样点介绍
  • 6.1.1 无锡市芦村污水处理厂一期工艺介绍
  • 6.1.2 无锡市芦村污水处理厂四期工艺介绍
  • 6.1.3 无锡市城北污水处理厂一期工艺介绍
  • 6.2 实际污水厂中COD、BOD5 去除特性分析
  • 6.3 实际污水厂中总磷去除特性分析
  • 6.4 实际污水厂中总氮去除特性分析
  • 6.5 实际污水厂中活性污泥沉降性能及ZETA 电位的影响
  • 6.5.1 实际污水厂中活性污泥沉降性能的影响
  • 6.5.2 实际污水厂中活性污泥Zeta 电位的影响
  • 6.6 实际污水厂中活性污泥EPS 的分析
  • 6.6.1 实际污水厂中活性污泥EPS 含量及组分的分析
  • 6.6.2 实际污水厂中活性污泥EPS 中金属铝含量的分析
  • 6.6.3 实际污水厂中活性污泥EPS 中总磷含量的分析
  • 6.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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