UBAF處理城市污水生物特性與生物硝化性能研究

【摘要】： 本文對(duì)上向流曝氣生物濾池(UBAF)處理城市污水生物特性與生物硝化性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明: 在水溫為13.2~19.3℃時(shí),以對(duì)NH_4~+-N去除率基本穩(wěn)定作為掛膜成功的標(biāo)志,陶粒濾料UBAF和聚苯乙烯濾料UBAF接種掛膜成功所用的時(shí)間分別為22天和24天;當(dāng)水力負(fù)荷為1.00m/h,氣水比為3:1且系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),陶粒濾料UBAF對(duì)污染物處理效能總體上高于聚苯乙烯濾料UBAF;陶粒濾料UBAF的反沖洗性能優(yōu)于聚苯乙烯濾料UBAF。故選用陶粒作為本試驗(yàn)UBAF的生物濾料。 當(dāng)水溫為21.2℃~26.5℃,pH值為7.05~7.89,氣水比為3:1時(shí),隨著水力負(fù)荷的增加,濾料生物膜厚度減小,而生物量和生物活性先增大后減小。當(dāng)水溫為22.5℃~28.5℃,pH值為7.24~7.91,水力負(fù)荷為1.24m/h~1.32m/h時(shí),隨著氣水比的增加,濾料生物膜厚度減小,生物量先增加后減小,生物活性增大。隨著濾料高度的增加,生物膜的厚度和生物量減小,而生物活性卻先變大后變小。UBAF反應(yīng)器濾料生物膜生物相豐富,食物鏈長而復(fù)雜,具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性。 在水溫為21.2~26.5℃,氣水比為3:1時(shí),隨著水力負(fù)荷的增加,UBAF對(duì)NH_4~+-N的去除率降低。當(dāng)水力負(fù)荷不超過1.29m/h時(shí),可使出水中NH_4~+-N的平均濃度小于5mg/L。在水溫為20.5~27.4℃,水力負(fù)荷為1.24m/h~1.32m/h時(shí),隨著氣水比的增加,UBAF對(duì)NH_4~+-N的去除率先顯著升高后下降。氣水比大于3:1時(shí),出水中NH_4~+-N的平均濃度小于5mg/L。當(dāng)水溫為23.2~25.5℃時(shí),有機(jī)容積負(fù)荷或NH_4~+-N容積負(fù)荷的增加,會(huì)使UBAF對(duì)NH_4~+-N的去除率下降。 本試驗(yàn)反應(yīng)器的最佳運(yùn)行參數(shù)為:水力負(fù)荷1.29m/h,氣水比3:1,有機(jī)容積負(fù)荷不超過6.65kgCODCr/(m3濾料·d),NH_4~+-N容積負(fù)荷不超過0.65kgNH_4~+-N/(m~3濾料·d)。 UBAF去除有機(jī)物的動(dòng)力學(xué)模型( )C = C0 exp- Kh(其中,常數(shù)K與水力負(fù)荷q之間的關(guān)系式為K = -0 .1831q + 1.1882),表征了有機(jī)物濃度C沿濾料層高度h的變化,經(jīng)驗(yàn)證,該模型基本反映了UBAF的實(shí)際運(yùn)行狀況。AHM層次分析結(jié)果表明,水溫、水力負(fù)荷、基質(zhì)濃度是影響UBAF硝化性能的三個(gè)最重要的因素。在實(shí)際工程中,可通過調(diào)控水力負(fù)荷來改善UBAF的硝化性能。技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析表明,UBAF技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)合理,符合對(duì)高效低耗污水處理技術(shù)的要求。 【關(guān)鍵詞】：上向流曝氣生物濾池 城市污水 陶粒 生物特性 生物相 硝化
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 曝氣生物濾池技術(shù)研究概況14-24
• 1.2.1 濾料研究14-16
• 1.2.2 掛膜啟動(dòng)研究16-17
• 1.2.3 硝化反硝化研究17-18
• 1.2.4 除磷研究18-19
• 1.2.5 BAF 改進(jìn)研究19-20
• 1.2.6 一體化工藝研究20
• 1.2.7 BAF 的動(dòng)力學(xué)研究20-21
• 1.2.8 處理效能影響因素研究21-22
• 1.2.9 反沖洗研究22-23
• 1.2.10 生物膜特性研究23
• 1.2.11 發(fā)展趨勢23-24
• 1.3 研究意義和研究內(nèi)容24-26
• 1.3.1 研究意義24-25
• 1.3.2 研究內(nèi)容25-26
• 第2章 試驗(yàn)條件與方法26-30
• 2.1 原水水質(zhì)26
• 2.2 試驗(yàn)裝置26-27
• 2.3 試驗(yàn)方案27
• 2.4 檢測項(xiàng)目與分析方法27-30
• 2.4.1 檢測項(xiàng)目27-28
• 2.4.2 分析方法28-30
• 第3章 UBAF 生物濾料的選擇30-44
• 3.1 濾料的特性30-32
• 3.1.1 陶粒濾料30-31
• 3.1.2 聚苯乙烯濾料31-32
• 3.2 濾料的掛膜32-35
• 3.2.1 掛膜32
• 3.2.2 掛膜的主要影響因素32-33
• 3.2.3 UBAF 的掛膜33-35
• 3.3 陶粒濾料和聚苯乙烯濾料UBAF 對(duì)污染物的去除效果35-41
• 3.3.1 對(duì)SS 的去除35-37
• 3.3.2 對(duì)CODCr 的去除37-38
• 3.3.3 對(duì)NH4+-N 的去除38-39
• 3.3.4 對(duì)TN 的去除39-40
• 3.3.5 對(duì)TP 的去除40-41
• 3.4 陶粒濾料和聚苯乙烯濾料UBAF 反沖洗性能41-42
• 3.5 生物濾料的選定42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第4章 UBAF 生物特性和生物相研究44-56
• 4.1 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 生物特性的影響44-47
• 4.1.1 水力負(fù)荷對(duì)生物膜厚度的影響44-45
• 4.1.2 水力負(fù)荷對(duì)生物量的影響45-46
• 4.1.3 水力負(fù)荷對(duì)生物活性的影響46-47
• 4.2 氣水比對(duì)UBAF 生物特性的影響47-50
• 4.2.1 氣水比對(duì)生物膜厚度的影響48
• 4.2.2 氣水比對(duì)生物量的影響48-49
• 4.2.3 氣水比對(duì)生物活性的影響49-50
• 4.3 濾料高度對(duì)UBAF 生物特性的影響50-51
• 4.4 生物膜中生物相及其變化特征、生物指示作用51-55
• 4.4.1 生物膜中生物相及其變化特征51-54
• 4.4.2 生物膜中的生物指示作用54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 UBAF 的生物硝化性能56-72
• 5.1 生物膜硝化機(jī)理56-57
• 5.2 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 硝化性能的影響57-61
• 5.2.1 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 去除NH_4~+-N 的影響57-58
• 5.2.2 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_2~－-N 濃度的影響58-59
• 5.2.3 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_3~－-N 濃度的影響59
• 5.2.4 水力負(fù)荷對(duì)UBAF 去除TN 的影響59-60
• 5.2.5 水力負(fù)荷的選擇60-61
• 5.3 氣水比對(duì)UBAF 硝化性能的影響61-64
• 5.3.1 氣水比對(duì)UBAF 去除NH_4~+-N 的影響61-62
• 5.3.2 氣水比對(duì)UBAF 出水中的NO_2~－-N 濃度的影響62-63
• 5.3.3 氣水比對(duì)UBAF 出水中的NO_3~－-N 濃度的影響63
• 5.3.4 氣水比對(duì)UBAF 去除TN 的影響63-64
• 5.3.5 氣水比的選擇64
• 5.4 有機(jī)容積負(fù)荷對(duì)UBAF 硝化性能的影響64-68
• 5.4.1 有機(jī)容積負(fù)荷對(duì)UBAF 去除NH_4~+-N 的影響65-66
• 5.4.2 有機(jī)容積負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_2~－-N 濃度的影響66
• 5.4.3 有機(jī)容積負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_3~－-N 濃度的影響66-67
• 5.4.4 有機(jī)容積負(fù)荷對(duì)UBAF 去除TN 的影響67-68
• 5.5 NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)UBAF 硝化性能的影響68-71
• 5.5.1 NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)UBAF 去除NH_4~+-N 的影響68-69
• 5.5.2 NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_2~－-N 濃度的影響69
• 5.5.3 NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)UBAF 出水中的NO_3~－-N 濃度的影響69-70
• 5.5.4 NH_4~+-N 容積負(fù)荷對(duì)UBAF 去除TN 的影響70-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 第6章 UBAF 去除有機(jī)污染物的動(dòng)力學(xué)模型及UBAF 硝化性能分析72-80
• 6.1 UBAF 去除有機(jī)污染物的動(dòng)力學(xué)模型72-76
• 6.1.1 模型的假設(shè)72
• 6.1.2 UBAF 去除有機(jī)物的動(dòng)力學(xué)模型的推導(dǎo)72-75
• 6.1.3 UBAF 去除有機(jī)物的動(dòng)力學(xué)模型的驗(yàn)證75-76
• 6.2 UBAF 硝化性能分析76-79
• 6.2.1 層次分析法和AHM 模型簡介76-78
• 6.2.2 UBAF 硝化性能的層次分析78-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 第7章 UBAF 工藝在生產(chǎn)中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析80-84
• 7.1 技術(shù)分析80-81
• 7.2 經(jīng)濟(jì)分析81-83
• 7.2.1 工程建設(shè)總投資分析81
• 7.2.2 運(yùn)行費(fèi)用分析81-82
• 7.2.3 效益定性分析82-83
• 7.3 小結(jié)83-84
• 結(jié)論與建議84-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-92
• 作者簡介92-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目93

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