生化/物化除磷的协同作用及机理初步研究

论文摘要

目前,水体富营养化现象日趋严重,这就对引起富营养化的主要营养物质氮、磷等的处理提出了更高的要求。但是,由于脱氮除磷在同一生物系统中往往相互抑制,而且生物除磷工艺存在出水不稳定的情况,因此采用化学除磷和生物除磷结合的方式成为一种必然趋势。本文选择传统的生物除磷A/O工艺,在选定其主要运行参数（HRT=10h,MLSS=3500 mg/L,SRT=15d,R=100%）的情况下,研究投加絮凝剂对其水质处理效果的影响,并分析是否产生了协同作用及其协同作用产生的机理。本次试验中选取的三种絮凝剂是聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）以及聚合氯化铝铁（PAFC）,在A/O工艺的三个不同投加点进行投加,即厌氧区投加、好氧区投加以及二沉池出水投加,投加量分别为10 mg/L,20 mg/L,30 mg/L,40 mg/L,50 mg/L,60mg/L。通过试验选出了三种絮凝剂在不同投加点下的最佳投加量,并比较了反应器内（厌氧和好氧）投加和二沉池出水投加的出水效果,发现在厌氧投加比二沉池出水投加时TP和CODcr的去除效果的要好,而好氧投加时TP、CODcr和NH4+-N的去除效果都有所上升,说明生化物化协同作用确实存在,同时分析了产生协同作用的原因及简要分析了其作用机理。就协同作用大小来看,好氧投加大于厌氧投加。厌氧投加时对NH4+-N的去除有一定的副作用,分析其原因可能是絮凝剂的投加对硝化细菌的生长环境产生了影响,导致硝化作用减弱,降低了NH4+-N的去除效果。另外,还比较了不同絮凝剂种类的去除效果及其协同作用的大小,试验结果表明,同一投加量情况下,PAFC的去除效果及协同作用均优于PAC和PFS,因此认为三种絮凝剂中PAFC为最佳絮凝剂,其最佳投加点是好氧投加,最佳投加量为40 mg/L,此时各个指标的平均去除率为:TP:92.32%,CODcr:87.96%,NH4+-N:82.54%。本文还分析了影响生化物化协同作用的因素有絮凝剂投加量、是否连续投加、pH、温度等。研究发现,生化物化协同作用只在一定的加药量范围内才能体现出来,若絮凝剂投加量过高,会影响化学和生物絮凝作用,发生“胶体再稳”现象,并且还会影响活性污泥系统中微生物的活性,进而影响到出水效果。若连续投加,活性污泥中物化污泥比例不断积累增多,也会对活性污泥中微生物的活性产生影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 污水中磷的来源及危害
• 1.1.1 污水中磷的来源
• 1.1.2 污水中磷的危害
• 1.1.3 污水除磷的重要性
• 1.2 磷污染防治方法概述
• 1.2.1 禁磷和限磷
• 1.2.2 常用污水除磷方法
• 1.3 污水化学除磷技术概述
• 1.3.1 化学除磷的基本原理
• 1.3.2 常用的化学除磷试剂
• 1.3.3 化学除磷的发展现状及趋势
• 1.4 生物除磷的机理及应用
• 1.4.1 生物除磷的机理
• 1.4.2 生物除磷法主要微生物
• 1.4.3 生物除磷法的主要工艺及发展趋势
• 1.5 生化物化协同除磷技术
• 1.5.1 生化物化协同除磷技术产生的必然性
• 1.5.2 生化物化协同除磷技术的研究发展现状
• 1.6 课题研究目的及内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究内容
• 2 化学除磷和生物除磷系统特征及影响因素分析
• 2.1 化学除磷系统的主要特征
• 2.2 化学除磷影响因素
• 2.2.1 絮凝剂种类
• 2.2.2 絮凝剂投加量
• 2.2.3 絮凝剂的投加点
• 2.2.4 pH 值
• 2.2.5 混合强度和混合时间
• 2.2.6 助凝剂的投加
• 2.3 生物除磷系统的主要特征
• 2.4 生物除磷影响因素
• 2.4.1 溶解氧（DO）
• 5/TP）'>2.4.2 进水碳磷比（BOD₅/TP）
• 2.4.3 污泥龄（SRT）
• 2.4.4 硝酸盐含量
• 2.4.5 水力停留时间（HRT）
• 2.4.6 pH 值
• 2.4.7 水温（T）
• 2.5 本章小结
• 3 试验装置与试验方法
• 3.1 试验装置及主要运行参数
• 3.1.1 试验工艺流程、装置及进水水质
• 3.1.2 装置的主要运行参数
• 3.1.3 试验的进水及水质
• 3.2 试验测定的主要指标及其测定方法
• 3.2.1 分析项目与方法
• 3.2.2 絮凝剂质量指标及功能
• 3.3 试验方法及安排
• 3.3.1 试验思路
• 3.3.2 试验时间安排及具体运行方法
• 4 试验结果分析
• 4.1 A/O 除磷工艺运行参数选定试验
• 4.1.1 试验方法
• 4.1.2 试验结果分析
• 4.2 聚合氯化铝（PAC）的去除效果分析
• 4.2.1 厌氧投加聚合氯化铝（PAC）的去除效果分析
• 4.2.2 好氧投加聚合氯化铝（PAC）的去除效果分析
• 4.2.3 二沉池出水投加聚合氯化铝（PAC）的去除效果分析
• 4.3 聚合硫酸铁（PFS）的去除效果分析
• 4.3.1 厌氧投加聚合硫酸铁（PFS）的去除效果分析
• 4.3.2 好氧投加聚合硫酸铁（PFS）的去除效果分析
• 4.3.3 二沉池出水投加聚合硫酸铁（PFS）的去除效果分析
• 4.4 聚合氯化铝铁（PAFC）的去除效果分析
• 4.4.1 厌氧投加聚合氯化铝铁（PAFC）的去除效果分析
• 4.4.2 好氧投加聚合氯化铝铁（PAFC）的去除效果分析
• 4.4.3 二沉池出水聚合氯化铝铁（PAFC）的去除效果分析
• 4.5 本章小结
• 5 生化物化协同除磷作用机理分析
• 5.1 絮凝作用机理简述
• 5.2 生化/物化协同作用机理分析
• 5.2.1 同种絮凝剂不同投加点去除效果分析
• 5.2.2 TP、COD 去除的协同作用机理分析
• 4⁺-N 去除的协同拮抗作用机理分析'>5.2.3 NH₄⁺-N 去除的协同拮抗作用机理分析
• 5.3 协同作用影响因素分析
• 5.3.1 絮凝剂投加量
• 5.3.2 絮凝剂连续投加的影响
• 5.3.3 pH 值
• 5.3.4 温度
• 5.4 最佳絮凝剂和最佳投加点的确定
• 5.5 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录