反硝化生物滤池-混凝沉淀-O3-生物砂滤深度处理二级出水的试验研究

摘要

水对于人类社会的生存和发展来说，至关重要。但近年来，城市人口数量急剧上升，水污染问题愈发严重，导致水资源极度匮乏。为解决这一问题，人们开始关注城市污水资源。对城市污水进行深度处理，一方面可以使污水实现资源化，节约水资源，一方面还可以使城市的用水压力得到缓解，使城市用水得到安全保障，有利于我国水资源的可持续发展。
　　本研究以邯郸市某污水处理厂二级出水为进水，采用“反硝化生物滤池—混凝沉淀—O3—生物砂滤”组合工艺进行深度处理，以期达到城镇污水一级A的排放标准。
　　本试验中，反硝化滤池采用闷曝、连续进水选取优势菌群的人工接种法挂膜，以CODCr去除率达到50％，NO3--N的去除率稳定在60％为启动成功的标志，陶粒滤池需25d，聚乙烯多面空心环滤池需30d。
　　挂膜结束后，研究分析甲醇、乙酸钠、葡萄糖为碳源时，两滤柱的脱氮效果。甲醇C/N＞4.5，乙酸钠C/N＞5.2，葡萄糖C/N＞11.6时，陶粒滤柱对NO3--N的去除率＞95％;甲醇C/N＞5.5，乙酸钠C/N＞6.7，葡萄糖C/N＞14.1时，聚乙烯多面空心环滤柱对NO3--N的去除率＞90％。试验过程中，两滤柱出水TN均低于15mg/L，达到城镇污水一级A排放标准。从运行效果及实际生产上考虑，乙酸钠更适合作反硝化生物滤池的外加碳源。
　　以陶粒滤池为例，通过对CODCr、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、TN的去除效果的分析和比较，得出0～400mm范围内的填料对污染物的去除效果最佳。
　　探究了温度及进水COD负荷对反硝化反应的影响，当滤柱温度控制在28℃时，脱氮效果最好，而且陶粒滤池比聚乙烯多面空心环滤池对温度的耐受性强。进水CODCr浓度为78.9mg/L时，陶粒滤柱对TN去除率达到最大，为82.12％，聚乙烯多面空心环滤柱在进水CODCr浓度为82.49mg/L时，TN去除率达到最大，为80.45％。综合分析，陶粒更适合作为反硝化生物滤池的填料。
　　通过烧杯试验，确定出聚合氯化铝的最佳投加量为60mg/L，此时TP去除率为74.8％，出水低于0.5mg/L，能够满足城镇污水一级A排放标准，浊度去除率为90％，CODCr去除率为27.88％。
　　研究了生物砂滤在启动期间的除污特性，在24d后对NH4+-N的去除率稳定在70％左右。通过对不同臭氧投加量下“O3-生物砂滤”组合工艺除污效果的对比，确定出臭氧的最佳投加量为3mg/L。当进水NH4+-N为8.864mg/L时，生物砂滤对NH4+-N的去除率达到最高，为79.1％。
　　最后，以NO3--N、NH4+-N、TN为分析指标，探讨了“反硝化生物滤池—混凝沉淀—O3—生物砂滤”组合工艺在正常运行状态下对二级出水的脱氮效果。结果发现，反硝化滤池对TN的去除贡献大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 我国水资源现状

1．1．2 国内外污水回用现状

1．1．3 我国污水深度处理现状

1．2 反硝化生物滤池的技术研究概况

1．2．1 反硝化生物滤池的工艺原理

1．2．2 反硝化生物滤池的研究现状

1．3 O3-生物砂滤技术研究概况

1．3．1．臭氧技术的研究

1．3．2．生物砂滤技术的研究

1．4 课题的研究目的及主要内容

1．4．1 课题的研究目的

1．4．2 课题的主要研究内容

第2章 试验概况与研究方法

2．1 试验概况

2．1．1 试验水质

2．1．2 试验工艺流程

2．1．3 试验材料

2．2 试验过程安排

2．3 检测项目与分析方法

2．4 样品的采集与处理

第3章 反硝化滤池对二级出水的脱氮效果分析研究

3．1 反硝化生物滤池的低温挂膜启动

3．1．1 反硝化生物滤池的低温挂膜

3．1．2 反硝化生物滤池在挂膜期间的除污特性

3．2 不同碳源对反硝化脱氮效果的影响

3．2．1 甲醇为外加碳源的脱氮效果

3．2．2 乙酸钠为外加碳源的脱氮效果

3．2．3 葡萄糖为外加碳源的脱氮效果

3．2．4 综合比较分析

3．3 反硝化生物滤池沿填料层高度的除污性能研究

3．3．1 DO沿填料层的变化规律

3．3．2 CODCr沿填料层的变化规律

3．3．3 NO3--N沿填料层的变化规律

3．3．4 NO2--N沿填料层的变化规律

3．3．5 RH4+-N沿填料层的变化规律

3．3．6 TN沿填料层的变化规律

3．4 温度对反硝化生物滤池脱氮效果的影响

3．5 进水COD浓度对反硝化生物滤池运行效果的影响

3．6 小结

第4章 混凝沉淀与“O3-生物砂滤”的试验研究

4．1 混凝沉淀技术研究

4．2 生物砂滤池的挂膜启动

4．2．1 挂膜方式

4．2．2 生物砂滤池在挂膜期间的除污特性

4．3 臭氧化工艺的研究

4．3．1 臭氧的性质

4．3．2 臭氧最佳投加量的确定

4．4 NH4+-N初始浓度对组合工艺的影响

4．5 小结

第5章 反硝化生物滤池-混凝沉淀-O3-生物砂滤组合工艺脱氮效果研究

5．1 组合工艺的运行参数

5．2 组合工艺对常规污染物的去除效果

5．2．1 对NH4+-N的去除效果

5．2．2 对NO3--N的去除效果

5．2．3 对TN的去除效果

5．3 小结

第6章 结论与建议

致谢

参考文献

作者简介

在学期间发表的学术论文

在学期间参加的科研项目