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改良型UCT工艺在合成废水中脱氮除磷的效能研究

作　者: 王德欣
导　师: 李永峰
学　校: 东北林业大学
专　业: 环境科学
关键词: 分段进水 反硝化聚磷菌 同步硝化反硝化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着国内城镇污水处理厂的数量逐渐增多,但是总体的污染物处理能力没有大幅度的提升,并且长久困扰着水环境的富营养化问题没有得到实质性的解决还有日趋严重的趋势。对氮磷污染物去除的机理、所适合运行的工艺以及各个影响因素是我国污水处理的研究热点。A2/O工艺作为脱氮除磷所最常使用的工艺,它的明显优势在于相较于其他的脱氮除磷工艺所需的总体水力停留时间(HRT)较小,结构简单、运行成本低、污泥稳定性强并且控制复杂性小。然而,在A2/O脱氮除磷系统中,例如聚磷菌(PAOs)、反硝化菌(OHOs)和硝化菌(nitrifying bacteria)等三种细菌对污泥龄(SRT)有不同要求,污泥回流中夹带的硝酸盐氮会抑制厌氧段聚磷菌的释磷作用和反硝化菌与聚磷菌对碳源的竞争问题等因素是导致A2/O系统运行稳定性较差并且难以获得较高污染物去除效果的主要原因。木试验中采用改良型UCT反应器(50.2L)加上分段进水的供水方式,通过培养驯化污泥并且以合成废水作为模拟生活污水的对象进行深度处理。试验中分别探讨四个阶段下不同的分段进水比例对COD、NH4+-N、TN和TP的影响,得出了最优化的分段进水比例0.35：0.35：0.3。在最优化分段进水比例下COD、NH4+-N、TN和TP的去除分别达到了83.67%、96.6%、80.1%和86.6%。在最优化的分段进水比例下,第三阶段反硝化聚磷菌的比例高达39.6%。通过对DO、ORP值和pH值等指标进行测定,发现试验中将好氧段溶解氧(DO)含量控制在1.5～2.0mg/L是合理,不仅可以充分保证完全硝化作用还能避免多余的氧气对反硝化产生抑制作用,四个阶段中均发生了不同程度上的同步硝化反硝化现象(SND)并且SND程度分别达到了21.73%、17.96%、24.71%和20.84%。试验后期对本反应器建立总体污染物去除的物料衡算,通过分析物料守恒中I的COD去除负荷与TP去除负荷。试验表明：与其他三个分段进水比例相比,0.35：035：0.3的分段进水比能充分使用前半部分反应段去除污染的能力,使得污染物能沿程逐渐减少,大大降低了后续反应段处理污染物的负荷。并且第三阶段对ORP值的观察中1发现,从第二缺氧到第三好氧段中ORP值变化幅度较大也证实了后续两个缺氧段所供给的碳源时充足,所处理污染物的量是逐渐减少的,不易造成污染物逐级积累并且达到了脱氮除磷的最优化去除。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-18
  1.1 课题的背景  7
  1.2 课题的目的与意义  7-9
  1.3 污水生物脱氮除磷理论  9-11
    1.3.1 传统生物脱氮理论  9
    1.3.2 硝化作用  9-10
    1.3.3 反硝化反应  10-11
  1.4 传统生物除磷理论  11
  1.5 反硝化除磷理论  11-12
  1.6 UCT以及MUCT工艺现阶段的研究与分析  12-14
    1.6.1 UCT工艺  12-13
    1.6.2 MUCT工艺  13
    1.6.3 UCT与MUCT工艺研究现状  13-14
  1.7 分段进水脱氮除磷工艺  14-18
    1.7.1 分段进水工艺原理  14-15
    1.7.2 分段进水的特点  15
    1.7.3 影响分段进水的因素  15-17
    1.7.4 分段进水工艺的应用与研究现状  17-18
2 实验材料与方法  18-22
  2.1 实验所用水质  18
    2.1.1 用合成废水模拟生活污水  18
  2.2 试验常规分析项目与检测方法  18-19
  2.3 试验装置  19-22
    2.3.1 改良型分段进水UCT装置  19-20
    2.3.2 间歇式反应装置  20
    2.3.3 试验设备  20-22
3 污泥的培养与驯化  22-27
  3.1 污泥的培养  22-25
    3.1.1 闷曝阶段  22-23
    3.1.2 反应器的启动初始阶段有机物去除情况  23
    3.1.3 启动阶段氨氮的去除情况  23-24
    3.1.4 污泥特性  24-25
  3.2 启动期污泥中微生物观察  25-26
  3.3 试验小结  26-27
4 改良型UCT工艺运行优化  27-34
  4.1 污泥回流比和缺氧-厌氧回流比的确定  27-28
    4.1.1 污泥回流比r的确定  27
    4.1.2 混合液回流比γ的确定  27-28
    4.1.3 好氧段DO浓度的确定  28
  4.2 最优分段进水比的确定  28
  4.3 COD去除状况  28-29
  4.4 NH_4~+-N去除状况  29-30
  4.5 TN的去除状况  30-31
  4.6 TP的去除状况  31-32
  4.7 本章小结  32-34
5 分段进水比选取的机理  34-50
  5.1 污染物去除负荷  34-36
    5.1.1 COD去除负荷  34-35
    5.1.2 不同进水NH_4~+-N负荷(ALR)下的氨氮去除情况  35-36
  5.2 分段进水比对ORP值、pH值、脱氮除磷的影响  36-39
    5.2.1 不同阶段下pH值沿程的变化规律与分析  36-37
    5.2.2 不同阶段下ORP值沿程的变化规律与分析  37-38
    5.2.3 不同阶段下DO沿程的变化规律与分析  38-39
  5.3 不同阶段下的释磷量  39-41
  5.4 反硝化除磷现象分析  41-42
  5.5 不同阶段下TN去除状况  42-44
  5.6 好氧段发生的SND现象  44-45
  5.7 改良UCT工艺物料守恒  45-46
  5.8 不同阶段下TP去除负荷的变化  46-47
  5.9 不同阶段下COD去除负荷的变化  47-48
  5.10 本章小结  48-50
结论  50-52
参考文献  52-56
攻读学位期间发表的学术论文  56-57
致谢  57-58

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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