SBR-BAF工藝處理城市污水的效能與影響因素研究

【摘要】： 隨著水體污染不斷加劇,“富營養(yǎng)化”問題日益突出,與此同時,嚴重的水資源短缺狀況要求污水處理后回用。長期以來,在污水處理工程中廣泛應用的懸浮污泥和附著污泥工藝各自具有不可克服的缺陷,處理水質也難以達到回用水標準。在此背景下,通過對現(xiàn)有污水生物脫氮除磷理論及工藝進行分析,結合懸浮污泥和附著污泥工藝各自的特性,開發(fā)了“序批式反應器(SBR)-曝氣生物濾池(BAF)復合工藝”,以期能為現(xiàn)有污水處理廠的技術改造及新建污水處理廠的優(yōu)化設計提供新思路和技術支持。 本文研究了SBR-BAF工藝對模擬城市污水中有機物、氮、磷的去除規(guī)律。通過試驗研究了厭氧、好氧反應歷時的變化、MLSS以及COD/TP對SBR系統(tǒng)中COD和TP去除效果的影響;通過試驗研究了缺氧/好氧容積比、回流比、氣水比、碳氮比、溫度和氨氮容積負荷對BAF處理效果的影響;最后確定了反沖洗周期、反沖洗參數(shù)以及反沖洗對出水水質的影響。 通過上述試驗研究,可以得出以下結論: (1)SBR-BAF工藝具有良好的去除有機物、氮和磷的功能。對COD、氨氮、總氮、總磷的平均去除率分別達到95.98%、96.20%、68.91%、97.81%;出水COD、氨氮、總氮、總磷的濃度平均值為19.79 mg/L、1.45 mg/L、11.83 mg/L、0.15 mg/L,滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》一級標準的A標準,達到了本工藝的設計要求。 (2)通過對厭氧/好氧時間的研究,表明SBR反應器經(jīng)過45 min厭氧后,總磷的釋放已基本完成,好氧90 min后,總磷去除率達到99.48%,COD去除率達到85.36%;在進水總磷含量相同的情況下,隨著MLSS的下降,反應器厭氧階段釋磷量、除磷效率均有大幅度下降,出水中總磷含量表現(xiàn)出增大的趨勢,隨著MLSS的降低COD去除率也減小;C/P值越高,污泥釋磷量也相對較高,好氧階段的吸磷速度也越快,當C/P值大于40時,隨著C/P值增加,釋磷量差異縮小。 (3)BAF反應器在曝氣區(qū)與非曝氣區(qū)2:1和1:1兩種比例條件下,COD和氨氮的去除效果未受明顯的影響,但是當非曝氣區(qū)比例增大時,改善了反硝化效果,于是改善了總氮的去除效果;BAF反應器的回流比由100%變?yōu)?00%時,對COD和氨氮去除效果的影響不明顯,但回流量的增加改善了反硝化效果,提高了總氮的去除率;當氣水比由10:1降至5:1再降至2:1時,COD去除效果未受明顯影響,但氨氮的去除率呈現(xiàn)出下降的趨勢,當氣水比由5:1降至2:1時,總氮去除率出現(xiàn)下降趨勢,當氣水比由5:1增至10:1時,總氮去除率略有下降;碳氮比由3增大到5.5時,總氮去除率隨碳氮比的增加呈上升趨勢;氨氮容積負荷率增大時,其去除率未出現(xiàn)明顯的變化,但出水中氨氮的濃度呈現(xiàn)出上升趨勢;隨著水溫的升高,COD的去除率緩慢增加,溫度對氨氮的去除率的影響比較明顯;通過對BAF反沖洗性能的研究發(fā)現(xiàn),本實驗所設計的BAF反應器反沖洗周期較長,在7~9月反沖洗周期為15天,在4~6月和10~11月反沖洗周期為20天,并且反沖洗2小時后即能恢復良好的處理效果。 SBR-BAF工藝為自主開發(fā)的新工藝,該工藝污泥負荷高,水力停留時間短,通過將PAOs和硝化菌分級優(yōu)化培養(yǎng),解決了脫氮和除磷在泥齡、碳源、負荷之間的一系列矛盾,避免了BAF對化學除磷的依賴。該工藝在模擬城市污水的處理中具有良好的去除COD、氮和磷的功能,能耗低,方便管理,是一種高效低耗并且可以廣泛應用的工藝。 【關鍵詞】：SBR-BAF復合工藝 除磷脫氮 處理效能 影響因素
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-30
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 生物脫氮除磷原理及傳統(tǒng)脫氮除磷工藝的弊端13-20
• 1.2.1 生物脫氮原理及影響因素13-15
• 1.2.2 生物除磷原理及影響因素15-17
• 1.2.3 生物脫氮除磷的矛盾17-18
• 1.2.4 污泥膨脹及浮沫問題18-20
• 1.3 SBR 工藝特點及處理性能20-23
• 1.3.1 SBR 工藝的發(fā)展20-21
• 1.3.2 SBR 工藝的特點21-23
• 1.3.3 SBR 工藝的處理性能23
• 1.4 BAF 工藝特點及處理性能23-27
• 1.4.1 BAF 工藝的原理23-24
• 1.4.2 BAF 工藝的發(fā)展24-25
• 1.4.3 BAF 工藝的優(yōu)點和不足25-26
• 1.4.4 BAF 工藝的處理性能26-27
• 1.5 研究目的和意義27-30
• 2 實驗裝置及材料與反應器的啟動30-38
• 2.1 實驗裝置30-32
• 2.2 濾料的選擇32
• 2.3 原水配制及出水控制標準32-33
• 2.4 分析指標及監(jiān)測方法33-34
• 2.5 反應器的啟動34-38
• 2.5.1 SBR 的啟動34-36
• 2.5.2 BAF 的啟動36-38
• 3 SBR 的處理效能與影響因素研究38-52
• 3.1 SBR 的處理效能38-41
• 3.1.1 COD 的去除效果38-39
• 3.1.2 氮的處理能力39-41
• 3.1.3 磷的處理效能41
• 3.2 厭氧/好氧時間的確定41-43
• 3.3 典型工況下污染物的去除規(guī)律43-47
• 3.3.1 COD 濃度的變化44-45
• 3.3.2 氮濃度的變化45-46
• 3.3.3 總磷濃度的變化46-47
• 3.4 SBR 處理效果的影響因素分析47-50
• 3.4.1 MLSS 對磷和有機物去除效果的影響47-49
• 3.4.2 C/P 對磷去除效果的影響49-50
• 3.5 小結50-52
• 4 BAF 的處理效能與影響因素研究52-72
• 4.1 BAF 的處理效能52-56
• 4.1.1 COD 的去除效果53
• 4.1.2 氮的處理能力53-56
• 4.1.3 磷的處理效能56
• 4.2 曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)比例的確定56-60
• 4.2.1 COD 濃度的沿程變化57-58
• 4.2.2 氨氮濃度的沿程變化58-59
• 4.2.3 總氮濃度的沿程變化59-60
• 4.3 BAF 處理效果的影響因素分析60-67
• 4.3.1 回流比對BAF 處理效能的影響60-61
• 4.3.2 氣水比對BAF 處理效能的影響61-63
• 4.3.3 碳氮比對BAF 處理效能的影響63-64
• 4.3.4 氨氮容積負荷對氨氮處理效能的影響64-65
• 4.3.5 水溫對處理效能的影響65-67
• 4.4 曝氣生物濾池反沖洗條件研究67-70
• 4.4.1 反沖洗機理67-68
• 4.4.2 反沖洗方式68
• 4.4.3 反沖洗周期68-69
• 4.4.4 反沖洗后處理效能的恢復69-70
• 4.5 小結70-72
• 5 SBR-BAF 工藝的總體處理效能72-76
• 5.1 COD 的去除效果72-73
• 5.2 氮的處理能力73-74
• 5.3 磷的處理效能74-75
• 5.4 小結75-76
• 6 結論和建議76-79
• 6.1 結論76-77
• 6.2 建議77-78
• 6.3 創(chuàng)新點78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文84

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