A/O+SNAD工藝處理生活污水的研究

【摘要】：過(guò)多N、P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排入水體除會(huì)引起富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題外,還會(huì)嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康,為此我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)污水N、P的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,研究開(kāi)發(fā)高效節(jié)能的生物脫氮除磷工藝已經(jīng)成為當(dāng)今研究者高度關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的生物脫氮除磷一般是在同一個(gè)污泥系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),由于需要大量曝氣、額外投加有機(jī)碳源及脫氮與除磷菌群間的競(jìng)爭(zhēng),造成脫氮除磷效果不穩(wěn)定、能耗高、運(yùn)行操作費(fèi)用高昂。若將N、P分段獨(dú)立去除,并分別控制在適宜的條件下運(yùn)行,將有益于N、P的高效去除。本課題采用A/O生物除磷與SNAD脫氮工藝聯(lián)用將N、P在不同處理單元分別去除,以達(dá)到高效去除N、P的目的。A/O生物除磷單元,通過(guò)調(diào)控好氧池內(nèi)溶解氧,控制好氧池內(nèi)絲狀菌微膨脹條件,利用聚磷菌(PAOs)去除P和COD,而不發(fā)生硝化反應(yīng),為后續(xù)脫氮提供有利條件;SNAD工藝單元,利用亞硝化菌、厭氧氨氧化菌及反硝化菌的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)N和COD的同步去除。SNAD工藝單元,進(jìn)水COD很低,本工藝脫氮主要是利用厭氧氨氧化反應(yīng)的自養(yǎng)脫氮過(guò)程。與傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝相比,本工藝具有無(wú)需額外投加有機(jī)碳源、節(jié)省耗氧量、脫氮除磷效率高等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)工藝運(yùn)行總體包括三個(gè)階段。第一階段為A/O生物除磷反應(yīng)器的啟動(dòng)及影響因素研究。主要研究結(jié)果如下:(1)啟動(dòng)及運(yùn)行效果。以實(shí)際生活污水為原水,控制進(jìn)水溫度(25±2)℃,p H6.8~7.4,DO 1.2~1.7 mg/L的條件下,經(jīng)過(guò)130d的馴化培養(yǎng),成功啟動(dòng)A/O生物除磷反應(yīng)器。在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段,出水COD和TP的平均濃度分別為43 mg/L與0.3mg/L,平均去除率分別為84%與92%。(2)不同DO的影響。當(dāng)DO在0.5~1.0 mg/L,SVI值為180~230 m L/g,反應(yīng)器存在絲狀菌微膨脹,豐富的PAOs能緩解由低DO引起的污泥沉降性能的降低,而不影響出水水質(zhì),其TP和COD的去除率高達(dá)94%與82%;當(dāng)DO高于2.0 mg/L時(shí),A/O反應(yīng)器出水NO2--N濃度偏高,PAOs受到抑制,致TP的去除率偏低。第二階段:SNAD反應(yīng)器的啟動(dòng)及影響因素研究。主要研究結(jié)果如下:(1)啟動(dòng)及運(yùn)行效果。以人工配水為原水,控制水溫為(30±1)℃,p H 7.3~7.5,氨氮36~64 mg/L,無(wú)機(jī)碳(Na HCO3)10~15 mg/L。SNAD反應(yīng)器的啟動(dòng)分為兩部分:第一部分是折流板生物膜自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器的啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)112d的馴化培養(yǎng),成功啟動(dòng)折流板生物膜自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器。反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段,出水NH4+-N和TN的平均濃度為2.76 mg/L與11.51 mg/L,平均去除率分別達(dá)到94%與77%,反應(yīng)器氮負(fù)荷達(dá)到0.23 kg/m3·d。第二部分是SNAD反應(yīng)器的正式啟動(dòng)。進(jìn)水投加COD,控制COD濃度為43~60mg/L,經(jīng)過(guò)182d的培養(yǎng),SNAD反應(yīng)器成功啟動(dòng)。反應(yīng)器成功啟動(dòng)后,NH4+-N、TN和COD的平均去除率分別達(dá)到97%、85%及74%。(2)不同C/N比的影響。當(dāng)C/N比小于2時(shí),對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)沒(méi)有明顯影響,能在一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)亞硝化、厭氧氨氧化和反硝化耦合脫氮。當(dāng)C/N比大于2時(shí),由于在COD濃度較高時(shí),反硝化菌的快速增長(zhǎng)抑制了厭氧氨氧化菌的活性,致脫氮效果下降。第三階段:將成功啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行的A/O生物除磷反應(yīng)器與折流板SNAD反應(yīng)器聯(lián)用處理實(shí)際生活污水的實(shí)驗(yàn)研究。(1)A/O+SNAD工藝聯(lián)用。在進(jìn)水TP、TN和COD的平均濃度分別為4.3mg/L、51 mg/L與306 mg/L的條件下,出水TP、TN與COD的平均濃度分別為0.14mg/L、8.14 mg/L及16.19 mg/L,其平均去除率分別為97%、84%與94%。(2)不同進(jìn)水NH4+-N濃度的影響。進(jìn)水NH4+-N濃度由30 mg/L逐步提升至100mg/L,對(duì)A/O+SNAD工藝除磷和COD沒(méi)有明顯影響,TP和COD的平均去除率分別為94%和91%。當(dāng)NH4+-N濃度為30 mg/L時(shí),NH4+-N的去除率幾乎達(dá)到100%,TN的去除率達(dá)到87%;當(dāng)NH4+-N濃度提升至100 mg/L時(shí),NH4+-N和TN的去除率分別下降至78%和73%。 【關(guān)鍵詞】：A/O SNAD 啟動(dòng) 實(shí)際生活污水 DO
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X799.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12
• 1.2 水體中氮、磷的來(lái)源及危害12-14
• 1.2.1 水體中氮元素的來(lái)源及危害12-14
• 1.2.2 水體中磷元素的來(lái)源及危害14
• 1.3 污水生物脫氮除磷原理14-17
• 1.3.1 污水生物脫氮原理14-15
• 1.3.2 生物除磷原理15-17
• 1.4 傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝17-20
• 1.5 新型生物脫氮除磷工藝20-24
• 1.6 課題研究目的與內(nèi)容24-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法26-30
• 2.1 試驗(yàn)裝置26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備和儀器27-28
• 2.3 主要分析項(xiàng)目和分析監(jiān)測(cè)方法28-30
• 第三章 A/O生物除磷反應(yīng)器的啟動(dòng)及影響因素研究30-42
• 3.1 接種污泥和實(shí)驗(yàn)原水30-31
• 3.1.1 接種污泥30
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)原水30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置31
• 3.3 A/O生物除磷反應(yīng)器的啟動(dòng)31-35
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案31
• 3.3.2 A/O生物除磷反應(yīng)器啟動(dòng)階段TP的去除特性31-32
• 3.3.3 A/O生物除磷反應(yīng)器啟動(dòng)階段COD的去除特性32-33
• 3.3.4 A/O生物除磷反應(yīng)器啟動(dòng)階段NH_4~+ -N的去除特性33-34
• 3.3.5 A/O生物除磷反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段各污染物沿程變化規(guī)律34-35
• 3.4 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器的影響35-40
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案35-36
• 3.4.2 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器污泥穩(wěn)定性的影響36-37
• 3.4.3 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器COD去除的影響37-38
• 3.4.4 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器TP去除的影響38-39
• 3.4.5 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器中N素去除的影響39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 3.5.1 A/O生物除磷反應(yīng)器啟動(dòng)小結(jié)40
• 3.5.2 DO對(duì)A/O生物除磷反應(yīng)器的影響小結(jié)40-42
• 第四章 SNAD反應(yīng)器啟動(dòng)特性及影響因素研究42-56
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置43
• 4.2 接種污泥與實(shí)驗(yàn)原水43
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方案43-44
• 4.4 SNAD反應(yīng)器的啟動(dòng)44-48
• 4.4.1 自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器啟動(dòng)階段氮的去除特性44-46
• 4.4.2 自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器沿程氮素及p H的變化規(guī)律46-48
• 4.5 SNAD反應(yīng)器啟動(dòng)特性研究48-51
• 4.5.1 SNAD反應(yīng)器啟動(dòng)階段氮的去除特性48-49
• 4.5.2 SNAD反應(yīng)器啟動(dòng)階段COD的去除特性49-50
• 4.5.3 SNAD反應(yīng)器沿程氮和COD變化規(guī)律50-51
• 4.6 不同C/N比對(duì)SNAD反應(yīng)器的影響51-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 4.7.1 SNAD反應(yīng)器的啟動(dòng)小結(jié)54
• 4.7.2 不同C/N比對(duì)SNAD反應(yīng)器的效果小結(jié)54-56
• 第五章 A/O+SNAD工藝聯(lián)用處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究56-70
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置57
• 5.2 實(shí)驗(yàn)用水57
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方法57-58
• 5.4 A/O+SNAD工藝聯(lián)用處理實(shí)際生活污水的研究58-65
• 5.4.1 工藝流程及控制策略58
• 5.4.2 A/O反應(yīng)器中絲狀菌微膨脹的穩(wěn)定性58-59
• 5.4.3 A/O +SAND工藝對(duì)COD的去除特性59-61
• 5.4.4 A/O +SAND工藝對(duì)TP的去除特性61-62
• 5.4.5 A/O +SAND工藝對(duì)N的去除特性62-65
• 5.5 進(jìn)水NH_4~+ -N濃度對(duì)A/O+SNAD工藝脫氮除磷特性的影響65-68
• 5.5.1 進(jìn)水NH_4~+ -N濃度對(duì)A/O+SNAD工藝COD去除的影響65-66
• 5.5.2 進(jìn)水NH_4~+ -N濃度對(duì)A/O+SNAD工藝TP去除的影響66-67
• 5.5.3 進(jìn)水NH_4~+ -N濃度對(duì)A/O+SNAD工藝NH_4~+ -N去除的影響67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 5.6.1 A/O+SAND工藝處理生活污水的小結(jié)68
• 5.6.2 進(jìn)水NH_4~+ -N濃度對(duì)A/O+SNAD工藝的影響小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論與建議70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 建議71-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 致謝80-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-83

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