一體式A-BAF工藝處理低C/N工業(yè)園區(qū)污水的脫氮除磷特性研究

【摘要】：在日益加劇的人類活動影響下,水體因氮、磷等營養(yǎng)鹽的大量輸入而引發(fā)的富養(yǎng)化問題日趨嚴重。我國是一個湖泊眾多的國家。目前我國湖泊水庫的氮、磷污染已愈來愈嚴重,水體藻類大量繁殖、生存期長、覆蓋面廣、暴發(fā)次數(shù)多,已對水生生物及人體健康造成了嚴重危害。與此同時,隨著工業(yè)的發(fā)展、人民生活水平的提高、用水量的增加,合流制排水系統(tǒng)的城市污水低碳源現(xiàn)象越來越嚴重。 2003年7月1日起實施的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002),對出水氮磷提出更加嚴格的規(guī)定,己建城鎮(zhèn)污水處理廠需要改建,新建污水處理廠則須按照該標準來進行建設。探討污水處理工藝中簡潔、高效、經(jīng)濟的脫氮除磷新技術,是有效去除污水中氮磷含量,進而為控制水體富營養(yǎng)化、保護水環(huán)境提供科學依據(jù)的重要研究課題,也是我國污水處理廠進行升級改造的發(fā)展方向。 本課題以某經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)園區(qū)污水處理廠為研究基地,提出“一體式缺氧活性污泥-曝氣生物濾池工藝(一體式A-BAF工藝)”和“磷酸銨鎂沉淀法協(xié)同一體式A-BAF工藝”,旨在于現(xiàn)有的二級處理構(gòu)筑物基礎上強化生物處理,在不增加深度處理的前提下,使強化二級生物處理出水TN、TP、SS等指標同時達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。 一體式A-BAF反應器呈圓柱形,由有機玻璃加工制作而成,總有效體積7.5L,其中上部硝化區(qū)有效容積5L,下部反硝化區(qū)有效容積2.5L。其運行參數(shù)為：進水量為2.5L.h-1,反硝化區(qū)pH值為7.0-7.5、DO0.5mg／L、HRT為1h、泥齡為15d,硝化區(qū)pH值為7.0-8.0、DO為2mg／L～5mg／L、HRT為2h-8h、硝化液回流比為200%。 論文以工業(yè)園區(qū)污水處理廠初沉池出水為原水,研究了一體式A-BAF工藝的生化處理特性,確定了磷酸銨鎂沉淀法應用于該工業(yè)園區(qū)污水處理的操作條件,考察了磷酸銨鎂沉淀法與一體式A-BAF工藝協(xié)同作用的可行性。研究表明： 1.進水COD為89mg／L-137mg／L、NH3-N為27.4mg／L-42.3mg／L、TN為38.9mg／L～57.7mg／L、TP為2.61mg／L～4.06mg／L、SS為72mg／L～153mg／L時,一體式A-BAF工藝對COD、NH3-N、TN、TP、SS的平均去除率分別為89.75%、96.47%、58.00%、79.00%、92.47%,出水COD、NH3-N、SS指標達到《國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)一級A標準；在進水COD、NH3-N波動幅度較大的情況下,該工藝對COD、NH3-N的去除效果表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,表明其具有較強的抗COD和抗NH3-N負荷沖擊的能力。 2.在pH值為9.5,反應溫度為30℃,反應時間為30minMg：P：N=1.O：1.O：1.O的條件下,磷酸銨鎂沉淀法處理原水的較佳沉淀劑為Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,沉淀劑較佳的投加順序和方式為"Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,緩慢加入,同時調(diào)節(jié)pH值”；通過單因素分析和正交試驗設計,確定了磷酸銨鎂沉淀法的最佳操作條件為pH=9.5、反應時間為30min、Mg：N=1.3、P：N=1.06,影響磷酸銨鎂沉淀法法脫氮除磷的因素主次順序為pH反應時間P：NMg：N。 3.在進水COD為100mg／L-133mg／L、NH3-N為29.1mg／L-41.4mg／LTN為39.5mg／L-54.8mg／L、TP為3.92mg／L-2.69mg／L、SS為75mg／L-146mg／L的條件下,向一體式A-BAF反應器反硝化區(qū)中投加約2.27gNa2HPO4·12H2O和1.78g MgCl2·6H2O,對原水進行化學沉淀法與生物法同步處理,出水各水質(zhì)指標均達到了《國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)一級A標準。“一體式A-BAF工藝”和“磷酸銨鎂沉淀法協(xié)同一體式A-BAF工藝”用于處理經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)園區(qū)污水處理廠初沉池出水,使出水TN、TP、SS同時達到《國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GBl8918-2002)一級A標準,達到了預期目標,是一種可持續(xù)污水處理工藝,有較好的應用前景。 【關鍵詞】：A-BAF 磷酸銨鎂沉淀法 低C/N 脫氮除磷
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 引言14-20
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 我國水污染現(xiàn)狀14-15
• 1.1.2 污水處理排放標準提高15
• 1.1.3 污水處理工藝面臨的問題15-16
• 1.2 某工業(yè)園區(qū)污水處理廠概況16-18
• 1.2.1 建設規(guī)模及工藝流程16-17
• 1.2.2 原水水質(zhì)17
• 1.2.3 存在問題17-18
• 1.3 課題的提出18
• 1.4 研究內(nèi)容和創(chuàng)新點18-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容18-19
• 1.4.2 創(chuàng)新點19-20
• 第二章 文獻綜述20-42
• 2.1 生物脫氮除磷工藝20-28
• 2.1.1 生物脫氮除磷機理20-21
• 2.1.2 生物脫氮除磷工藝類型21-26
• 2.1.3 生物脫氮除磷工藝存在問題和發(fā)展趨勢26-28
• 2.2 曝氣生物濾池的研究概況28-33
• 2.2.1 曝氣生物濾池的原理及特點29-31
• 2.2.3 曝氣生物濾池國外研究現(xiàn)狀31-32
• 2.2.4 曝氣生物濾池在國內(nèi)研究與應用現(xiàn)狀32-33
• 2.3 生物脫氮除磷工藝處理低C/N污水研究現(xiàn)狀33-34
• 2.4 物理化學脫氮除磷34-42
• 2.4.1 物理化學脫氮技術34-37
• 2.4.2 物理化學除磷技術37-38
• 2.4.3 化學同步脫氮除磷技術38-42
• 第三章 一體式A-BAF工藝處理工業(yè)園區(qū)污水試驗42-54
• 3.1 試驗裝置和原水水質(zhì)42-45
• 3.1.1 試驗裝置及工藝流程42-45
• 3.1.2 原水水質(zhì)及接種污泥45
• 3.2 試驗方法和分析方法45-46
• 3.2.1 試驗方法45-46
• 3.2.2 測定項目及分析方法46
• 3.4 試驗結(jié)果與分析46-52
• 3.4.1 對COD的去除效果46-47
• 3.4.2 對NH_3-N的去除效果47-49
• 3.4.3 對TN的去除效果49-50
• 3.4.4 對TP的去除效果50-51
• 3.4.5 對SS的去除效果51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 磷酸銨鎂沉淀法同時去除氮磷試驗研究54-70
• 4.1 試驗裝置和材料54-55
• 4.1.1 試驗裝置54
• 4.1.2 試驗材料54-55
• 4.2 試驗方法與分析方法55-56
• 4.2.1 試驗方法55
• 4.2.2 測試項目和方法55-56
• 4.3 篩選沉淀劑56-57
• 4.4 確定沉淀劑投加方式和順序57-60
• 4.5 單因素實驗60-66
• 4.5.1 pH值60-61
• 4.5.2 反應時間61-63
• 4.5.3 反應溫度63-64
• 4.5.4 摩爾配比64-66
• 4.6 正交試驗設計66-68
• 4.6.1 選定正交表66
• 4.6.2 試驗結(jié)果分析66-68
• 4.7 本章小結(jié)68-70
• 第五章 化學沉淀法與一體式A-BAF反應器的協(xié)同作用70-80
• 5.1 試驗裝置和原水水質(zhì)70
• 5.1.1 實驗裝置及工藝流程70
• 5.1.2 試驗原水及試驗藥劑70
• 5.2 試驗方法與分析方法70-71
• 5.2.1 試驗方法70-71
• 5.2.2 測定項目及分析方法71
• 5.3 運行條件71
• 5.4 試驗結(jié)果及分析71-77
• 5.4.1 沉淀劑投加點71-72
• 5.4.2 沉淀劑投加量72-73
• 5.4.3 對COD的去除效果73-74
• 5.4.4 對SS的去除效果74
• 5.4.5 對NH_3-N的去除效果74-76
• 5.4.6 對TN的去除效果76-77
• 5.4.7 對TP的去除效果77
• 5.5 本章小結(jié)77-80
• 第六章 結(jié)論與建議80-84
• 6.1 結(jié)論80-81
• 6.2 建議81-84
• 參考文獻84-92
• 致謝92-93
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄93

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