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生物砂滤处理微污染原水生物特性及除浊机理研究

作　者: 张建昆
导　师: 李思敏
学　校: 河北工程大学
专　业: 环境工程
关键词: 生物砂滤 生物特性 生物量 生物活性 除浊
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 229次
引　用: 2次
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内容摘要


本文以邯郸市滏阳河水为水源,对生物砂滤处理微污染原水生物特性及除浊机理进行了研究,分析了生物砂滤对微污染原水中有机物、氨氮、浊度、铁、锰等的去除情况,探讨了去除污染物的影响因素,并应用属性层次模型对其进行了分析;重点对生物砂滤柱中的生物量和生物活性进行了分析,探讨了挂膜方式、水温、反冲洗等因素对生物量和生物活性的影响,对生物膜的厚度进行了直接显微法测定和理论计算,并对生物砂滤柱的充氧性能进行了分析;探讨了生物砂滤柱的除浊机理。试验结果表明:常温正常运行条件下,生物砂滤柱对CODMn、TOC、UV254、DOC、SCOD的平均去除率分别为34.55%、33.65%、22.85%、40.02%、50.13%;对NH4+-N和NO2--N的去除率为74.47%～91.86%和68.24%～92.26%;对铁、锰去除率分别为65.51%～86.47%和69.88%～84.18%;对色度的平均去除率为57.79%。分析了水温、基质浓度、滤速等因素对污染物去除的影响,应用AHM属性层次模型得出其权重分别为0.301、0.251和0.115。生物砂滤柱稳定运行后,平均单位重量载体的生物量为31.03nmolP/g/填料,生物活性为0.123 mgO2 /h·g,生物膜的平均厚度为50～84μm,生物膜上的微生物沿水流方向自上而下减少;温度对生物量影响较小,但对生物活性影响较大,温度越低生物活性越小;反冲洗对生物量存在一定影响,反冲洗后生物量有所减少,最大减少率为22%,但反冲洗后生物活性增加。对生物砂滤柱的曝气充氧性能进行了探讨,结果表明氧传质系数和曝气强度有较好的相关性,成正比关系;当曝气量为0.10m3/h和0.20m3/h时,填装滤料后氧传质系数明显增大,氧传质系数分别提高了23.93%和19.39%;但随着曝气量的增加两者逐渐接近。试验研究表明,生物砂滤柱对浊度的去除率为56.05%～82.38%,生物砂滤处理微污染原水除浊机理是机械沉淀、生物絮凝、生物氧化作用等共同作用的结果;同时原水浊度、进水CODMn、UV254等均与出水浊度有一定的相关性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 研究背景  10-15
    1.1.1 世界水资源及水污染现状  10-11
    1.1.2 我国水资源及水污染现状  11-13
    1.1.3 微污染水源水的性质与危害  13-14
    1.1.4 常规净水处理工艺及其局限性  14-15
  1.2 微污染水处理现状  15-17
    1.2.1 强化混凝技术  15
    1.2.2 预处理技术  15-16
    1.2.3 深度处理技术  16-17
    1.2.4 组合工艺  17
  1.3 生物特性及除污机理研究概况  17-18
    1.3.1 生物相研究  17-18
    1.3.2 生物膜量及生物活性  18
    1.3.3 生物膜降解污染物动力学模型  18
  1.4 生物砂滤技术研究概况  18-20
  1.5 研究内容及意义  20-21
    1.5.1 研究内容  20
    1.5.2 研究意义  20-21
  1.6 论文结构  21-22
第2章 试验装置与分析方法  22-26
  2.1 试验概况  22-23
    2.1.1 原水水质  22
    2.1.2 试验装置  22-23
  2.2 检测项目及方法  23-26
    2.2.1 检测项目  23-24
    2.2.2 分析方法  24-26
第3章 生物砂滤处理微污染原水除污效果与影响分析  26-48
  3.1 生物砂滤柱的挂膜启动  26-27
  3.2 生物砂滤柱对有机物的去除效果和影响因素分析  27-33
    3.2.1 对COD_(Mn) 的去除效果  27
    3.2.2 对TOC 的去除效果  27-28
    3.2.3 对UV_(254) 的去除效果  28-29
    3.2.4 对DOC 的去除效果  29
    3.2.5 对SCOD 的去除效果  29-30
    3.2.6 去除有机物的影响因素分析  30-33
  3.3 生物砂滤柱去除NH_4~+-N、NO_2~--N 的去除效果和影响因素分析  33-39
    3.3.1 生物砂滤柱对NH_4~+-N、NO_2~--N 的去除效果  33-34
    3.3.2 生物砂滤柱对NH_4~+-N、NO_2~--N 的影响因素分析  34-39
  3.4 生物砂滤柱去除Fe、Mn 的效果和影响因素分析  39-42
    3.4.1 生物砂滤柱去除Fe、Mn 的效果  39-40
    3.4.2 生物砂滤柱去除Fe、Mn 的影响因素分析  40-42
  3.5 生物砂滤柱去除色度的效果  42-43
  3.6 生物砂滤柱去除污染物的属性层次分析  43-46
    3.6.1 AHM 的基本原理  43-44
    3.6.2 综合指标评价体系  44-45
    3.6.3 构造判断矩阵确定指标权重  45-46
  3.7 本章小结  46-48
第4章 生物砂滤柱生物膜特性及滤柱充氧性能研究  48-64
  4.1 贫营养环境微生物  48-49
  4.2 生物砂滤柱滤料表面生物相研究  49-50
  4.3 生物砂滤柱生物膜特性研究  50-58
    4.3.1 生物砂滤柱中生物量分析  50-53
    4.3.2 生物膜量的影响因素分析  53-54
    4.3.3 生物砂滤柱中生物活性分析  54-55
    4.3.4 生物活性的影响因素分析  55-57
    4.3.5 生物砂滤柱生物膜厚度  57-58
  4.4 生物砂滤柱内的传质分析  58-59
  4.5 生物砂滤柱曝气充氧研究  59-62
    4.5.1 氧转移原理  60
    4.5.2 充氧性能的评价指标  60-61
    4.5.3 生物砂滤柱的氧传质系数  61-62
  4.6 本章小结  62-64
第5章 生物砂滤池除浊机理研究  64-73
  5.1 生物膜法除污染机理  64-65
  5.2 二级基质利用  65-66
  5.3 生物砂滤除浊机理分析  66-72
    5.3.1 生物砂率柱去除浊度效果  66-67
    5.3.2 生物砂率柱去除浊度影响因素分析  67-70
    5.3.3 传统过滤除浊机理  70-71
    5.3.4 生物砂滤除浊机理分析  71-72
  5.4 本章小结  72-73
结论与建议  73-75
参考文献  75-80
致谢  80-81
作者简介  81
发表论文与参加科研情况  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 水体污染及其防治
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