一体式反硝化曝气生物滤池处理以工业废水为主的城镇污水之脱氮除磷性能研究

摘要

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002),对山西省城镇污水处理厂污染物排放提出了新的要求(一级A标准),对脱氮除磷要求更为严格,除氨氮、总磷等排放指标都有不同程度的提升外,还增加了总氮排放指标。根据国家环保部门的要求,山西省汾河流域沿线的城镇污水处理厂出水水质均执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002)中的一级A标准。山西省至2008年以来新增县级污水处理厂100多座,设计规模一般在1万m3/d~2万m3/d之间。因此,研究与开发适用于处理规模不大于2万m3/d的小型城镇污水处理工艺很有必要。
　　一体式反硝化曝气生物滤池(BAF:全称Biological Aerated Filter)相对于普通的曝气生物滤池具有占地小、抗冲击能力强、操作简单、运行费用低、维护管理少等优点,尤其是增加了对氮磷的去除效果。太原市经济技术开发区某污水处理厂的污水来自经济技术开发区工业园区的工业废水和生活污水,其中工业废水占70％以上。该污水处理厂采用一体式反硝化曝气生物滤池工艺,设计出水水质欲达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002)中的一级A标准。本文以太原市经济技术开发区某污水处理厂为实验基地,启动挂膜后经过10个月的稳定运行,重点研究了一体式反硝化曝气生物滤池工艺处理城镇污水的脱氮、除磷性能,考察了溶解氧、容积负荷、进水水温、水力停留时间等一系列条件对一体式反硝化曝气生物滤池脱氮、除磷效果的影响,对该工艺的运行效果进行了系统深入的研究。
　　研究结果表明,在进水污染物浓度较高、可生化性差、水质指标波动较大的情况下(BOD5=40~180 mg/L,平均160mg/L;CODCr=100~950mg/L,平均380 mg/L;SS=100~1500 mg/L,平均280 mg/L;NH3-N=15~35mg/L,平均26mg/L;TN=20~65 mg/L,平均35 mg/L;TP平均2.86mg/L),该污水处理厂各项污染物的出水浓度分别为:BOD5=5.3 mg/L,CODCr=38mg/L,SS=7mg/L,NH3-N=3.7mg/L(6.Omg/L),TN=13.2mg/L,TP=1.65 mg/L;各项污染物的平均去除率分别为:BOD5=96.7％,CODCr=90％,SS=97.5％,NH3-N=85.7％(77.1％),TN=62.5％,TP=42.5％.一体式反硝化BAF出水经辅助化学除磷后,污水处理厂出水水质全部达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002)中的一级A标准。
　　得出如下结论:一体式反硝化BAF污水处理工艺具有稳定的脱氮效果,在回流比为200％、水力停留时间为3.5h的运行参数下能使TN和NH3-N稳定达标;一体式反硝化BAF出水中投加适量的聚合氯化铝(PAC)后,经二沉池澄清后的出水水质指标完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18919—2002)中的一级A标准。

目录

摘要

ABSTRACT

符号说明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 普通曝气生物滤池的发展

1.2.1 普通曝气生物滤池的产生

1.2.2 普通曝气生物滤池在国内外的研究与应用现状

1.3 一体式反硝化曝气生物滤池

1.3.1 一体式反硝化曝气生物滤池研究与应用

1.3.2 一体化生物反应器的缺点及研究进展

1.4 太原经济技术开发区水净化公司废水处理工艺简介

1.4.1 污水处理厂建设模式及进水水质特点

1.4.2 工艺流程

1.4.3 工艺参数

1.4.4 太原经济技术开发区污水处理厂特点

1.5 本课题研究内容及目的意义

1.5.1 研究意义及目的

1.5.2 研究内容

第二章 一体式反硝化BAF处理工艺运行效果分析

2.1 COD、BOD_5去除效果分析

2.2 NH_3-N、TN去除效果分析

2.3 SS去除效果分析

2.4 TP去除效果分析

2.5 与一体式反硝化BAF中试运行结果的对比

2.5.1 中试对NH_3-N的去除效果

2.5.2 中试对BOD_5去除效果

2.5.3 中试对TN的去除效果

2.5.4 中试对SS的去除效果

第三章 一体式反硝化BAF脱氮性能研究

3.1 DO对脱氮性能的影响

3.1.1 不同DO值下NH_3-N的去除效果

3.1.2 不同DO值下TN的去除效果

3.2 容积负荷对脱氮性能的影响

3.2.1 容积负荷对NH_3-N去除效果的影响

3.2.2 容积负荷对TN去除效果的影响

3.3 水力停留时间对脱氮性能的影响

3.4 温度对脱氮性能的影响

3.4.1 温度对NH_3-N去除效果的影响

3.4.2 温度对TN去除的影响

3.5 回流比对脱氮性能的影响

3.5.1 回流比对NH_3-N去除效果的影响

3.5.2 回流比对TN去除效果的影响

3.6 进水C/N对脱氮性能的影响

3.6.1 进水C/N比对去除氨氮性能的影响

3.6.2 进水C/N比对去除总氮性能的影响

3.7 废水的可生化性BOD_5/COD_(Cr)脱氮性能的影响

第四章 一体式反硝化BAF除磷性能研究

4.1 进水碳源对TP去除效果的影响

4.2 pH值对除磷效果的影响

4.3 溶解氧对TP去除效果的影响分析

4.3.1 溶解氧对TP去除效果的影响

4.3.2 曝气量对除磷效果的影响

4.4 硝酸盐浓度对TP去除效果影响

4.5 温度对除磷效果的影响

4.6 水力负荷对除磷效果的影响

第五章 一体式反硝化BAF动力学模型研究

5.1 有机物降解反应动力学模型

5.2 硝化反应动力学模型

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

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