低溫條件下A~2/O工藝污水處理效能及其微生物特性研究

【摘要】： 松花江是我國重要河流,在流域治理中占有重要地位,而其支流-蜚克圖河是其主要污染源之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,蜚克圖河流域的工業(yè)企業(yè)逐漸增多,形成工業(yè)園區(qū),其排放的污染物嚴(yán)重超過蜚克圖河的納污能力。針對北方特有的低溫情況,展開工業(yè)園區(qū)污水處理技術(shù)研究,分析低溫污水同步脫氮除磷的機(jī)理,確定微生物種群特性,改變冰封期蜚克圖河污染的現(xiàn)狀,進(jìn)而保障松花江水體水質(zhì)安全。 試驗首先研究了污泥回流比、硝化液回流比、MLSS、SRT和DO參數(shù)對A~2/O工藝脫氮除磷的影響。在污泥回流比50%、硝化液回流比300%、MLSS在2.5 ~4g/L之間、DO維持在3~4mg/L和SRT控制在15d左右情況下,常溫系統(tǒng)(A),溫度維持23±1℃,能達(dá)到很好的同步脫氮除磷效果,系統(tǒng)平均出水COD、TN及TP濃度分別在25.18~30.21 mg/L、10.09~12.59 mg/L、0.15~0.28 mg/L之間;低溫系統(tǒng)(B),溫度維持12±1℃,除磷效果很好但脫氮效果較差,平均出水COD、TN及TP濃度分別在27.21 ~ 32.19mg/L、16.91~20.89 mg/L、0.20~0.31 mg/L之間。 低溫條件下(12℃),微生物特別是硝化細(xì)菌的活性較低,代謝能力微弱。于是采取投加填料的強(qiáng)化措施,增加系統(tǒng)內(nèi)微生物數(shù)量,固定硝化細(xì)菌。復(fù)合A~2/O系統(tǒng)(B)的研究結(jié)果表明,系統(tǒng)對TN去除率提高20%,有效地改善了系統(tǒng)處理效果。在此基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)出水TN,通過改變污泥回流比方式,增加污泥回流到好氧池,強(qiáng)化硝化細(xì)菌的硝化作用,使其長期處于好氧條件下,維持其高效的活性。運(yùn)行結(jié)果證明,此方式可以實現(xiàn)低溫系統(tǒng)良好的脫氮效果,出水達(dá)到國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。 在常溫系統(tǒng)(A)穩(wěn)定運(yùn)行期間,對微生物胞內(nèi)PHAs和poly-P顆粒染色觀察,從直觀上認(rèn)識生物除磷機(jī)理。利用顯微鏡和掃描電鏡分析手段觀察常溫、低溫系統(tǒng)微生物群落演替規(guī)律及差異、污泥特性。通過鏡檢發(fā)現(xiàn),兩套系統(tǒng)內(nèi)微生物相非常豐富,食物鏈較長,保證了系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)常溫污泥比較密實,低溫污泥松散,呈片狀分布,這也是溫度低,污泥吸附沉降性能差的直接原因。當(dāng)系統(tǒng)污泥負(fù)荷低或突然降溫時,系統(tǒng)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象,可以通過提高曝氣量,保證系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)出水等措施,控制污泥膨脹。 低溫系統(tǒng)(B)的研究達(dá)到很好的同步脫氮除磷效果,突破了A~2/O工藝不能實現(xiàn)同步的限制,突破了溫度對其處理效果的限制,對我國工業(yè)園區(qū)污水處理設(shè)施冬季運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。同時試驗結(jié)果可作為示范工程設(shè)計和運(yùn)行、調(diào)控的參考依據(jù)。采用復(fù)合式工藝和改變回流方式的雙重手段,為低溫條件下脫氮除磷的研究和舊的污水廠面臨改造提供了技術(shù)支持。 【關(guān)鍵詞】：A~2/O工藝 生物脫氮除磷 低溫 復(fù)合工藝 微生物
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-12
• 1.2 生物脫氮除磷原理及技術(shù)研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 生物脫氮除磷的原理12-14
• 1.2.2 生物脫氮除磷工藝14-19
• 1.3 低溫生物處理研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 低溫對微生物的影響19
• 1.3.2 低溫對脫氮除磷的影響19-20
• 1.3.3 國內(nèi)外低溫脫氮除磷技術(shù)應(yīng)用20-21
• 1.4 復(fù)合A~2/O 工藝的原理及研究現(xiàn)狀21-24
• 1.4.1 復(fù)合A~2/O 工藝的原理21-22
• 1.4.2 復(fù)合式A~2/O 工藝的特點22-23
• 1.4.3 復(fù)合A~2/O 工藝研究現(xiàn)狀23-24
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容24-25
• 1.5.1 課題來源24
• 1.5.2 課題研究的主要內(nèi)容24-25
• 第2章 試驗材料與試驗方法25-32
• 2.1 試驗裝置及主要儀器設(shè)備25-28
• 2.1.1 試驗裝置25-27
• 2.1.2 主要儀器設(shè)備27-28
• 2.2 試驗水質(zhì)及填料性質(zhì)28-29
• 2.2.1 試驗水質(zhì)及污泥來源28
• 2.2.2 填料的選擇28-29
• 2.3 試驗測試指標(biāo)及分析方法29-32
• 2.3.1 水質(zhì)指標(biāo)檢測及方法29-30
• 2.3.2 微生物相分析方法30
• 2.3.3 活性污泥分析方法30-32
• 第3章 A~2/O 系統(tǒng)啟動及性能分析32-42
• 3.1 反應(yīng)器的啟動32
• 3.1.1 常溫反應(yīng)器啟動32
• 3.1.2 低溫反應(yīng)器快速啟動32
• 3.2 常溫與低溫系統(tǒng)啟動的試驗結(jié)果及分析32-38
• 3.2.1 COD 去除特性33-35
• 3.2.2 氨氮的去除特性35-36
• 3.2.3 TP 的去除特性36-38
• 3.3 缺氧區(qū)污泥回流對A~2/O 系統(tǒng)的影響38-41
• 3.3.1 系統(tǒng)COD 去除效果分析38-39
• 3.3.2 系統(tǒng)氨氮和TP 去除效果分析39-40
• 3.3.3 微曝氣對系統(tǒng)污泥的影響40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 常、低溫條件下A~2/O 系統(tǒng)的影響因素研究42-53
• 4.1 污泥回流比對系統(tǒng)脫氮除磷影響分析42-43
• 4.1.1 污泥回流比對系統(tǒng)COD 和氨氮的影響42-43
• 4.1.2 污泥回流比對系統(tǒng)除磷的影響43
• 4.2 混化液回流比對系統(tǒng)脫氮除磷影響分析43-46
• 4.2.1 混合液回流比對脫氮的影響44-45
• 4.2.2 混合液回流比對除磷的影響45-46
• 4.3 其它因素對系統(tǒng)脫氮除磷的影響46-50
• 4.3.1 MLSS 對系統(tǒng)的影響46-47
• 4.3.2 DO 的控制及對系統(tǒng)的影響47-49
• 4.3.3 污泥齡對系統(tǒng)的影響49-50
• 4.4 聚磷菌細(xì)胞物質(zhì)的染色觀察50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 低溫復(fù)合式A~2/O 工藝特性研究53-73
• 5.1 復(fù)合工藝對系統(tǒng)基質(zhì)去除效果的改善53-56
• 5.1.1 COD 的去除特性53-54
• 5.1.2 氨氮和 TN 的去除特性54-55
• 5.1.3 TP 的去除特性55-56
• 5.2 低溫系統(tǒng)最佳運(yùn)行條件的確定及機(jī)理分析56-61
• 5.2.1 填料投加量的確定56-58
• 5.2.2 低溫復(fù)合工藝除磷最低回流比確定58-59
• 5.2.3 低溫復(fù)合工藝脫氮除磷最佳回流比確定59-61
• 5.3 系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)與演替規(guī)律61-67
• 5.3.1 系統(tǒng)中微生物時空分布特點62-66
• 5.3.2 掃描電鏡解析微生物群落結(jié)構(gòu)66-67
• 5.4 低溫系統(tǒng)污泥性能研究及污泥膨脹現(xiàn)象67-71
• 5.4.1 低溫對污泥吸附及沉降性能的影響68-69
• 5.4.2 低溫對污泥耗氧速率的影響69-70
• 5.4.3 污泥膨脹的現(xiàn)象70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81

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