低濃度臭氧—生物活性炭對污水深度處理試驗研究

【摘要】： 本研究采用臭氧—生物活性炭(O_3—BAC)工藝在西安市北石橋污水凈化中心進(jìn)行了以污水再生回用為目的的城市污水深度處理中試試驗。試驗以二沉池出水為原水，臭氧投量1.0～1.5mg／L，接觸時間16min，原水經(jīng)臭氧氧化反應(yīng)后，導(dǎo)入生物活性炭濾柱?；钚蕴繉痈叨葹?.6m，濾速為3～6m／h。 工藝具有良好的深度處理效果：色度去除率為92.3％，濁度去除率為80.5％；反映有機(jī)物總量的指標(biāo)UV_(254)、TOC、COD_(Cr)的去除率分別為78.5％，47.0％和64.0％；濾后水無異味，濁度小于0.6NTU,色度在4c.u.以下，TOC與COD_(Cr)分別在4.9mg／L和8mg／L左右。水質(zhì)優(yōu)良，可滿足各種回用要求。 在低濃度臭氧化條件下，臭氧的除色效果顯著，但不能有效去除有機(jī)物，主要是將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，并大幅度提高水中有機(jī)物的生化降解性。臭氧化前后有機(jī)物分子量測定結(jié)果和UV／TOC比值的變化充分證明了這一效果。 BAC可以進(jìn)一步有效去除水的色度、濁度及水中有機(jī)物；同時對NH_3—N有較高的去除(平均去除率為53％)，但去除效果受原水NH_3—N濃度影響較大；有機(jī)物NH_3—N的去除主要在BAC上層40cm內(nèi)完成。 BAC各層的生物量測定結(jié)果表明，生物量沿炭層深度呈遞減關(guān)系，在生物膜成熟期，炭柱上層的生物量可以達(dá)315.9nmol Lipid-P/g活性炭；而最下層僅為35.9nmol Lipid-P/g活性炭。上層充足的溶解氧和底物供應(yīng)為生物膜成長提供了有利條件?；钚蕴恐蠈?0cm生物量隨時間呈S型趨勢增長，其增長過程與懸浮微生物的增長過程相似，主要經(jīng)歷適應(yīng)期、對數(shù)增長期、穩(wěn)定期等階段。 通過生化反應(yīng)動力學(xué)分析建立了BAC去除有機(jī)物的三段擬一級反應(yīng)動力學(xué)模型。由于生物量沿炭層深度遞減，一級反應(yīng)速率常數(shù)也沿炭層深度相應(yīng)遞減 【關(guān)鍵詞】：污水回用 污水再生 臭氧 生物活性炭 動力學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：X703
【目錄】：

• 1 概述9-20
• 1.1 污水回用現(xiàn)狀9-12
• 1.1.1 國外污水回用現(xiàn)狀及發(fā)展水平10-11
• 1.1.2 我國污水回用的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.1.3 西北干旱缺水地區(qū)污水資源化的前景12
• 1.2 污水回用新技術(shù)12-14
• 1.3 臭氧-生物活性炭(O_3-BAC)技術(shù)概況14-18
• 1.3.1 臭氧氧化技術(shù)概述14-15
• 1.3.2 臭氧生物活性炭聯(lián)用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 生物膜的固定化方法16-18
• 1.4 本課題的研究概要18-19
• 1.4.1 課題來源及研究目的18
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容18-19
• 參考文獻(xiàn)19-20
• 2 試驗內(nèi)容及方法20-29
• 2.1 試驗方案20-22
• 2.1.1 試驗的基本介紹20-21
• 2.1.2 試驗設(shè)備21-22
• 2.1.3 試驗工藝參數(shù)的確定22
• 2.2 試驗測定項目及其方法22-28
• 2.2.1 臭氧進(jìn)氣濃度[O_3]_(in)22-23
• 2.2.2 臭年殘余濃度[O_3]_(Re)23-24
• 2.2.3 常規(guī)水質(zhì)分析24-26
• 2.2.4 生物量的脂磷法測定26-28
• 2.2.5 生物膜TOC測定28
• 2.2.6 生物相的監(jiān)測28
• 參考文獻(xiàn)28-29
• 3 臭氧對水中污染物的氧化特性分析29-39
• 3.1 臭氧對水中污染物的作用機(jī)理29-31
• 3.1.1 臭氧的氧化特性29-30
• 3.1.2 臭氧在水溶液中的反應(yīng)途徑30-31
• 3.1.3 臭氧對二級處理水的氧化特征31
• 3.2 臭氧對水中污染物的處理效果31-37
• 3.2.1 常規(guī)水質(zhì)分析結(jié)果32
• 3.2.2 感官性指標(biāo)32-34
• 3.2.3 有機(jī)綜合指標(biāo)34-36
• 3.2.4 臭氧化前后分子量分布的變化36
• 3.2.5 臭氧對NH_3-N的去除效果36-37
• 3.3 小結(jié)37-38
• 參考文獻(xiàn)38-39
• 4 臭氧一生物活性炭處理功效及機(jī)理39-51
• 4.1 生物活性炭(BAC)機(jī)理的分析39-40
• 4.2 生物活性炭的處理效果40-49
• 4.2.1 常規(guī)水質(zhì)分析結(jié)果40-41
• 4.2.2 BAC除濁與水頭損失變化41-43
• 4.2.3 色度的去除效果43
• 4.2.4 NH_3-N的去除效果43-45
• 4.2.5 有機(jī)綜合指標(biāo)45-47
• 4.2.6 重金屬的去除效果47-48
• 4.2.7 細(xì)菌的去除效果48
• 4.2.8 其它指標(biāo)的去除效果48
• 4.2.9 BAC前后分子量分布的變化48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 參考文獻(xiàn)50-51
• 5 生物活性炭中生物量的分析51-58
• 5.1 數(shù)據(jù)分析51-53
• 5.1.1 沿炭層深度生物量的分布51-52
• 5.1.2 生物量隨時間的增長趨勢52-53
• 5.1.3 生物相的監(jiān)測53
• 5.2 生物膜的增長動力學(xué)研究53-57
• 5.2.1 生物膜增長速率方程53-54
• 5.2.2 生物膜增長的描述54-56
• 5.2.3 μ_(max)、X_(max)的估算56
• 5.2.4 影響生物量增長及空間分布的主要因素56-57
• 5.3 本章小結(jié)57
• 參考文獻(xiàn)57-58
• 6 BAC去除水中有機(jī)物動力學(xué)模型的建立58-63
• 6.1 模型的建立58-61
• 6.1.1 活塞流反應(yīng)器58-59
• 6.1.2 動力學(xué)方程的建立59-60
• 6.1.3 一級反應(yīng)速率常數(shù)K值的討論60-61
• 6.2 動力學(xué)模型中還應(yīng)考慮的問題61-62
• 6.3 小結(jié)62
• 參考文獻(xiàn)62-63
• 7 結(jié)論與建議63-66
• 7.1 研究結(jié)論63-65
• 7.1.1 工藝的去除效果63-64
• 7.1.2 活性炭柱上生物膜的增長及分布64-65
• 7.2 后續(xù)試驗的一些建議65
• 7.3 臭氧生物活性炭在污水深度處理中的應(yīng)用前景65-66
• 致謝66

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