A/O生物接觸氧化工藝處理城市污水試驗(yàn)研究

【摘要】：傳統(tǒng)生物接觸氧化工藝具有有機(jī)物去除效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行管理簡便等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)工藝池體結(jié)構(gòu)單一、填料易板結(jié)、脫氮除磷能力低等問題限制了其發(fā)展應(yīng)用。本研究在借鑒缺氧/好氧（A/O）生物脫氮除磷方法的基礎(chǔ)上，采用懸浮活性生物填料，結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法與生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)了新型A/O生物接觸氧化反應(yīng)器，以達(dá)到高效低耗、投資省、易管理以及脫氮除磷的目的。 該反應(yīng)器設(shè)計(jì)處理能力為4m~3/d，以大渡口污水廠進(jìn)水為對象，研究其在不同水力負(fù)荷、回流比、氣水比以及溫度條件下對各項(xiàng)污染物指標(biāo)的去除效能，優(yōu)化運(yùn)行工況參數(shù)，同時檢測缺氧池和好氧池內(nèi)附著及懸浮微生物的活性及種群特性，從生物學(xué)角度分析研究反應(yīng)器的特點(diǎn)和功能，以期推動該工藝的發(fā)展應(yīng)用。 反應(yīng)器采用接種污泥法掛膜，15d后啟動成功，COD和NH_4~+-N去除率分別達(dá)到85%和90%以上，此時缺氧池（A段）填料附著較厚墨黑色生物膜，鏡檢可見大面積菌膠團(tuán)、絲狀菌以及少數(shù)鐘蟲、輪蟲等，填料MLSS為2300mg/L，懸浮MLSS為400mg/L；好氧池（O段）填料上生物膜呈棕褐色，厚度約1mm，鏡檢可見大量鐘蟲、變形蟲、輪蟲、線蟲及絲狀菌等，微生物種群豐富，填料MLSS為2600mg/L，懸浮MLSS為600mg/L。電鏡掃描結(jié)果顯示缺氧池和好氧池填料掛膜情況均較好，微生物與鏡檢結(jié)果吻合。 水力負(fù)荷、氣水比、回流比、溫度等影響因素分析表明：水力負(fù)荷4m~3/(m~3·d)，氣水比7:1，回流比100%，溫度20℃~30℃為反應(yīng)器的較優(yōu)運(yùn)行工況，在該組合優(yōu)化工況下，系統(tǒng)對COD、NH_4~+-N、TN、TP、SS的平均去除率分別為85.9%，95.2%，53.7%，77.4%，80.0%，出水水質(zhì)良好，穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行期間，系統(tǒng)曾遭到工業(yè)廢水的沖擊，1周可恢復(fù)正常，系統(tǒng)具有較好的抗沖擊能力和恢復(fù)能力。 微生物特性研究表明：缺氧池和好氧池內(nèi)微生物均以生物膜為主要存在形式，生物膜的活性大于懸浮微生物的活性，且好氧池微生物活性高于缺氧池。缺氧池生物膜和懸浮微生物的COD降解速率分別為141.6(mg·g~(-1))/h和58.8(mg·g~(-1))/h，NO3--N降解速率分別為29.6(mg·g~(-1))/h和11.4(mg·g~(-1))/h，說明生物膜具有較好的反硝化能力。好氧池生物膜和懸浮微生物的比耗氧速率（SOUR）測定值分別為27.22mgO_2/VSS·h和16.05mgO_2/VSS·h，可見生物膜上微生物代謝速度快，有機(jī)物降解能力強(qiáng)。DGGE分析可知，與接種污泥相比，缺氧池和好氧池中不同部位以及生物膜不同時期，細(xì)菌的種類和優(yōu)勢菌群均發(fā)生顯著變化，說明系統(tǒng)對接種污泥以及進(jìn)水（生活污水）中的不同微生物進(jìn)行馴化，使得適應(yīng)該環(huán)境的微生物不斷富集，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定的處理效能。其中缺氧池生物膜和泥斗底泥中的微生物對缺氧池的反硝化和厭氧釋磷作用具有較大貢獻(xiàn)；而好氧池在生物膜、懸浮污泥和泥斗底泥三者的協(xié)同作用下，表現(xiàn)出較高的有機(jī)物降解能力和硝化能力。 【關(guān)鍵詞】：A/O生物接觸氧化 生物膜 回流比 氣水比 脫氮除磷
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 生物接觸氧化工藝發(fā)展歷程10-11
• 1.2 生物接觸氧化工藝特點(diǎn)11
• 1.3 生物接觸氧化工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3.1 生物接觸氧化工藝技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 生物接觸氧化工藝脫氮除磷的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 生物接觸氧化工藝設(shè)備材料的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.4 國內(nèi)生物接觸氧化工藝應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查及分析19-22
• 1.4.1 國內(nèi)生物接觸氧化工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀19-21
• 1.4.2 國內(nèi)生物接觸氧化工藝的調(diào)查分析21-22
• 1.5 生物接觸氧化工藝應(yīng)用中存在的問題22-23
• 1.6 研究目的及內(nèi)容23-24
• 1.6.1 研究目的23
• 1.6.2 研究內(nèi)容23
• 1.6.3 課題來源23-24
• 2 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與啟動24-36
• 2.1 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)24-29
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)思路24
• 2.1.2 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)參數(shù)24-26
• 2.1.3 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)及尺寸26-27
• 2.1.4 填料及附屬設(shè)備27-28
• 2.1.5 試驗(yàn)流程28-29
• 2.2 試驗(yàn)運(yùn)行條件29-31
• 2.2.1 試驗(yàn)場地及進(jìn)水水質(zhì)29-30
• 2.2.2 試驗(yàn)分析項(xiàng)目及方法30-31
• 2.3 試驗(yàn)裝置啟動31-35
• 2.3.1 掛膜啟動方式31-32
• 2.3.2 掛膜啟動結(jié)果討論32-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 A/O 生物接觸氧化工藝運(yùn)行效能分析36-60
• 3.1 水力負(fù)荷對反應(yīng)器運(yùn)行效能的影響36-40
• 3.1.1 水力負(fù)荷對 COD 去除率的影響36-37
• 3.1.2 水力負(fù)荷對 NH_4~+-N 去除率的影響37-38
• 3.1.3 水力負(fù)荷對 TN 去除率的影響38-39
• 3.1.4 水力負(fù)荷對 TP 去除率的影響39
• 3.1.5 水力負(fù)荷對 SS 去除率的影響39-40
• 3.2 回流比對反應(yīng)器運(yùn)行效能的影響40-45
• 3.2.1 回流比對 COD 去除率的影響40-41
• 3.2.2 回流比對 NH_4~+-N 去除率的影響41-42
• 3.2.3 回流比對 TN 去除率的影響42-43
• 3.2.4 回流比對 TP 去除率的影響43-44
• 3.2.5 回流比對 SS 去除率的影響44-45
• 3.3 氣水比對反應(yīng)器運(yùn)行效能的影響45-49
• 3.3.1 氣水比對 COD 去除率的影響45-46
• 3.3.2 氣水比對 NH_4~+-N 去除率的影響46-47
• 3.3.3 氣水比對 TN 去除率的影響47-48
• 3.3.4 氣水比對 TP 去除率的影響48
• 3.3.5 氣水比對 SS 去除率的影響48-49
• 3.4 溫度對反應(yīng)器運(yùn)行效能的影響49-54
• 3.4.1 溫度對 COD 去除率的影響50-51
• 3.4.2 溫度對 NH_4~+-N 去除率的影響51
• 3.4.3 溫度對 TN 去除率的影響51-52
• 3.4.4 溫度對 TP 去除率的影響52-53
• 3.4.5 溫度對 SS 去除率的影響53-54
• 3.5 組合優(yōu)化工況下反應(yīng)器運(yùn)行效能分析54-58
• 3.5.1 反應(yīng)器去除 COD 的運(yùn)行效果54
• 3.5.2 反應(yīng)器去除 NH_4~+-N 的運(yùn)行效果54-55
• 3.5.3 反應(yīng)器去除 TN 的運(yùn)行效果55-56
• 3.5.4 反應(yīng)器去除 TP 的運(yùn)行效果56-57
• 3.5.5 反應(yīng)器去除 SS 的運(yùn)行效果57-58
• 3.6 本章小結(jié)58-60
• 4 A/O 生物接觸氧化反應(yīng)器中微生物特性研究60-78
• 4.1 微生物特性參數(shù)及分析方法60-63
• 4.1.1 生物膜量及揮發(fā)性生物膜量60-61
• 4.1.2 懸浮污泥濃度61
• 4.1.3 比耗氧速率61-62
• 4.1.4 COD 降解速率和硝氮降解速率62
• 4.1.5 微生物種群結(jié)構(gòu)研究62-63
• 4.2 缺氧池生物膜和懸浮微生物特性研究結(jié)果63-71
• 4.2.1 生物量特性研究結(jié)果63-65
• 4.2.2 生物活性特性研究結(jié)果65-66
• 4.2.3 微生物種群特性研究結(jié)果66-71
• 4.3 好氧池生物膜和懸浮微生物特性研究結(jié)果71-76
• 4.3.1 生物量特性研究結(jié)果71-72
• 4.3.2 生物活性特性研究結(jié)果72-73
• 4.3.3 微生物種群特性研究結(jié)果73-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 5 結(jié)論和建議78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 建議79-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄86

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