改進的生物反硝化濾池在污水深度處理中的應用研究

【摘要】： 尋求經濟高效的污水深度處理技術,對促進污水回用事業(yè)的發(fā)展和水環(huán)境的恢復有著現實和深遠的意義。本文屬于韓國大丘市污水廠污水深度處理課題的一部分,主要內容是利用生物強化過濾技術處理韓國大丘市污水廠的二級污水,處理后的水可以消毒后用做園藝用水或者進一步強化處理后作為游泳用水。鑒于二級出水水質的特點,實驗主要目的是去除硝酸鹽氮和SS。 我們設計了兩種方案進行比較。 第一種方案是利用異養(yǎng)反硝化的二級過濾裝置。裝置由兩個濾柱組成,在第一個濾柱中裝入特制的膨脹粘土,主要是用來去除硝酸鹽氮和部分SS。第二個濾柱中裝入細砂,主要目的是在進一步去除SS和硝酸鹽的同時,去除多余的甲醇。 第二種方案是利用自養(yǎng)反硝化的二級過濾的裝置。實驗裝置也包括兩個反應柱,在柱1中裝入細砂,主要目的是去除大部分SS和部分DO為自養(yǎng)反硝化提供條件。柱2中裝的是按3:1的比例均勻混合的硫磺和石灰石,主要用來去除污水中硝酸鹽氮。 第一種方案的主要結果。當水力停留時間(EBDT)為30min和15min,并按照一定比例投加甲醇時,硝酸鹽的去除率可達到85%以上。出水的pH值比進水pH略高,出水的pH和出水亞硝酸鹽濃度成負相關性。每還原1mg硝酸鹽氮平均會產生3.00mg CaCO3堿度。另外,碳氮比越高,反硝化率越高,出水的氧化還原電位(ORP)下降的越快,但是碳氮比過高會導致硫化氫等副產物的產生,同時碳氮比越高,還原單位質量的硝酸鹽需要的TOC就會越大,并且兩者之間成很明顯的正比例線性關系。為了進一步研究ORP對反硝化率的影響,我們分析了出水ORP和出水氧化態(tài)氮濃度的關系,結果表明出水ORP和出水氧化態(tài)氮濃度之間呈現出一種近似指數的關系。反應器對SS的去除效果非常理想,柱1出水的SS濃度在2到5mg/L之間,柱2出水的SS濃度始終穩(wěn)定在1mg/L以下。 當水力停留時間為15min,10min,5min和2.5min,并添加過量的甲醇時,反硝化率在大部分時間里保持在80%以上。另外,實驗中會經常觀察到出水的硝酸鹽濃度高于中間取水口處硝酸鹽濃度的現象,我們認為這主要是由水流的混合現象和短流現象等造成的。 第二種方案的主要結果。在水力停留時間為2h和0.5h的情況下,砂濾池對SS的去除效果非常明顯,盡管進水的濁度的波動較大,但出水的濁度始終穩(wěn)定在1NTU以下。經過上流式硫/石灰石柱處理后,出水濁度有增加,而且出水濁度變化無規(guī)律。硝酸鹽的去除率在大部分時間里保持在85%以上。實驗過程中生成的硫酸根離子和被還原的硝酸鹽氮的比例在7.12和12.87之間。最終出水pH值比進水pH值平均降低了0.47個單位。砂濾池出水溶解氧濃度在3到5mg/L之間,確保了硫磺/石灰石柱子很快達到缺氧條件。低溫對反硝化產生了負作用。 【關鍵詞】：污水深度處理 生物過濾 自養(yǎng)反硝化 異養(yǎng)反硝化 SS
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X703.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 污水回用的意義及大邱埠部污水廠回用面臨的問題10-12
• 1.1.1 污水回用的意義10-12
• 1.1.2 韓國大邱埠部污水廠污水回用面臨的問題12
• 1.2 反硝化研究現狀12-16
• 1.2.1 常用的反硝化技術12
• 1.2.2 反硝化機理12-13
• 1.2.3 異養(yǎng)反硝化研究現狀13-15
• 1.2.4 自養(yǎng)反硝化研究現狀15-16
• 1.3 課題研究的意義和內容16-18
• 1.3.1 研究意義和目的16-17
• 1.3.2 研究內容17-18
• 第2章 實驗方案和實驗方法18-28
• 2.1 實驗安排18-19
• 2.1.1 方案一的實驗安排18-19
• 2.1.2 方案二的實驗安排19
• 2.2 實驗裝置19-22
• 2.2.1 方案一的實驗裝置19-21
• 2.2.2 方案二的實驗裝置21-22
• 2.3 進水水質、實驗測試項目及方法22-28
• 2.3.1 進水水質22
• 2.3.2 主要的測試項目和方法22-28
• 第3章 異養(yǎng)反硝化過濾實驗結果與分析28-55
• 3.1 柱1 反硝化菌培養(yǎng)馴化階段對硝酸鹽去除效果28-31
• 3.2 第一階段實驗結果與分析31-50
• 3.2.1 溶解氧和碳氮比分析31-33
• 3.2.2 硝酸鹽去除結果分析33-35
• 3.2.3 ORP分析35-41
• 3.2.4 堿度、pH值和溫度分析41-44
• 3.2.5 對生物膜和膨脹粘土的分析44-45
• 3.2.6 對SS去除效果的分析45-47
• 3.2.7 對反沖洗的研究和分析47-50
• 3.3 第二階段的結果與分析50-54
• 3.4 本章小結54-55
• 第4章 自養(yǎng)反硝化過濾實驗結果與分析55-67
• 4.1 柱2 反硝化菌培養(yǎng)馴化階段對硝酸鹽去除效果55-57
• 4.2 實驗結果與分析57-66
• 4.2.1 濁度的去除效果分析57-58
• 4.2.2 硝酸鹽的去除效果分析58-61
• 4.2.3 硫酸根離子，pH和堿度的變化分析61-64
• 4.2.4 微生物生長情況64-65
• 4.2.5 DO，ORP和溫度的分析65-66
• 4.3 本章小結66-67
• 第5章 兩種方案的比較67-73
• 5.1 兩種方案各自的優(yōu)缺點67-68
• 5.2 兩方案主要實驗結果的簡單對比68-69
• 5.2.1 對SS的處理結果比較68
• 5.2.2 對硝酸鹽的處理結果的比較68-69
• 5.2.3 其它出水水質指標分析69
• 5.3 操作難易、運行成本和基建費用比較69-72
• 5.3.1 操作難易比較69-70
• 5.3.2 基建費用和運行成本比較70-72
• 5.4 本章小結72-73
• 結論73-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文80-82
• 致謝82

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