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混凝滤布过滤—生物滤池组合工艺处理小城镇生活污水研究
作 者: 李江雯
导 师: 赵庆良
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 环境科学与工程
关键词: 小城镇 污水 混凝-滤布过滤 生物滴滤池 脱氮 溶解性有机物
分类号: X799.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
近年来我国污水处理率虽然在逐年提高,但小城镇污水收集处理率低。小城镇具有水量小,经济发展水平不高等特点,传统的城市污水处理厂脱氮处理工艺占地面积大,能耗高不适宜小城镇污水处理。为实现小城镇污水高效、节能、低耗处理,本文建立了混凝滤布过滤-生物滤池组合工艺。用混凝-滤布过滤系统代替传统工艺的初沉池作为一级处理单元,该单元的作用是去除悬浮物、部分有机污染物和总磷,具有处理效果好,占地面积小等特点;生物滤池作为二级处理单元由缺氧池-好氧滴滤池组成,主要作用是去除溶解性有机物并脱氮,好氧生物滤池依靠自然通风供氧无需曝气能够节约能耗。本文研究了混凝滤布过滤-生物滤池组合工艺处理小城镇生活污水的性能,其中包括混凝滤布过滤系统的构建及参数运行优化;生物滤池的启动;生物滤池构型对自然通风供氧效果的影响;系统稳定运行期间生活污水中污染物质特别是DOM的去除效能和生物膜特性及组合工艺剩余污泥的性质。混凝滤布过滤系统选用酸溶粉煤灰的上清液做为混凝剂,滤布材料为400目尼龙筛网。在pH值为7,混凝剂投加量为1mL/L时,混凝滤布过滤系统对COD去除率在50%以上,TP去除率达81%;滤布系统在恒定30L/h的流量下运行,运行50min过滤压差达到2KPa,进行反冲洗。好氧滴滤池启动历时30d,未设通风口的滴滤池下层通风供氧效果不佳;对其结构进行优化后,沿程各出水口DO均在2mg/L以上,水力负荷在3~7m3/(m2·d)时滴滤池COD去除率在70%以上,水力负荷在3~5m3/(m2·d)时,滤池对NH4+-N的处理效果较好,出水NH4+-N能达到一级A标准,但水力负荷升高至6~7m3/(m2·d)后,氨氮去除率有所下降;硝化液回流比为160%时,TN去除效果最好。滴滤池沿程生物膜干重、多糖、蛋白质含量均随滤池高度降低而下降,0~30cm高度内,生物膜干重、多糖、蛋白质较高。随着水力负荷的增加,滴滤池上层多糖含量增加较为明显,生物膜及蛋白质含量变化不大,滴滤池上层生物膜多糖含量增加会抑制NH4+-N与DO在污水和生物膜之间的传质作用,引起滴滤池上层NH4+-N处理能力的下降。生活污水DOM中HPI和HPO-A所占比重最大,分别为41.4%和35.3%;其三维荧光光谱中含有腐植酸、富里酸、微生物沥出物和芳香性蛋白质四种荧光峰,其中微生物沥出物和芳香性蛋白质是小城镇生活污水DOM中最主要的荧光物质;混凝滤布过滤系统对HPO-A中的腐殖酸及芳香性有机物有一定的去除效果,生物滤池对HPI的去除效果较好;在对DOC的去除上,生物滤池起到了主要作用;对芳香性物质的去除上混凝滤布过滤起到了主要作用。系统剩余污泥主要为化学污泥,产泥量为0.105~0.21kg/m3,含水率为97~98%,化学污泥产量远大于滴滤池污泥。剩余污泥中TN含量为23g/kg,TP含量为43g/kg,有机质含量为320g/kg,Al3+含量为13.2g/kg,Fe3+含量为7.3g/kg。
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全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-11 第1章 绪论 11-20 1.1 研究背景 11-13 1.1.1 我国水污染及污水处理现状 11 1.1.2 小城镇污水排放特点 11-12 1.1.3 传统脱氮除磷工艺 12-13 1.2 混凝滤布过滤研究现状 13-15 1.2.1 混凝机理 13-14 1.2.2 混凝滤布过滤在污水处理中的应用 14-15 1.3 生物滴滤池 15-18 1.3.1 生物滴滤池概述 15-16 1.3.2 生物滴滤池自然通风供氧模型 16-18 1.3.3 生物滴滤池在水处理中的应用 18 1.4 课题意义及研究内容 18-20 1.4.1 课题研究的目的和意义 18-19 1.4.2 研究内容 19-20 第2章 实验材料与方法 20-29 2.1 引言 20 2.2 实验装置 20-22 2.3 实验方法 22-23 2.4 实验材料 23-26 2.4.1 实验用水水质 23 2.4.2 实验用粉煤灰性质 23-24 2.4.3 实验用火山岩填料性质 24-25 2.4.4 实验药品及仪器 25-26 2.5 分析方法 26-29 2.5.1 生物膜分析方法 26-27 2.5.2 污泥性质分析方法 27 2.5.3 水质监测分析方法 27-28 2.5.4 分级方法 28-29 第3章 混凝-滤布过滤系统的构建与参数优化 29-39 3.1 引言 29 3.2 混凝剂的选择及运行参数优化 29-35 3.2.1 混凝剂种类及投加量的选择 29-33 3.2.2 混凝剂形态对混凝效果的影响 33-34 3.2.3 pH 值对混凝效果的影响 34-35 3.3 混凝滤布系统的构建与运行 35-37 3.3.1 滤布过滤对水中污染物的去除效能 35-36 3.3.2 过滤压差研究 36-37 3.4 混凝滤布系统对生活污水污染物的去除效能 37-38 3.5 本章小结 38-39 第4章 生物滤池工艺组合优化及高效运行 39-57 4.1 引言 39 4.2 生物滴滤池挂膜启动 39-41 4.2.1 生物滤池挂膜启动方式 39-40 4.2.2 生物滴滤池挂膜启动期间 COD 去除效果 40 4.2.3 生物滴滤池挂膜启动期间 NH4+-N 去除效果 40-41 4.3 生物滴滤池运行效果研究 41-44 4.3.1 生物滴滤池出水水质沿高程变化 41-42 4.3.2 溶解氧沿高程变化 42-43 4.3.3 生物膜沿高程变化 43-44 4.4 生物滴滤池结构优化及运行效果研究 44-52 4.4.1 滴滤池结构优化后沿程 DO 分布 44-45 4.4.2 水力负荷对 COD 去除性能的影响 45-46 4.4.3 水力负荷对 NH4+-N 去除性能的影响 46-48 4.4.4 水力负荷对生物膜的影响 48-52 4.5 缺氧反硝化滤池的启动与运行 52-55 4.5.1 缺氧反硝化滤池启动期间 TN 去除效果 52 4.5.2 硝化液回流比对生物滤池运行效果的影响 52-55 4.6 本章小结 55-57 第5章 混凝滤布过滤-生物滤池组合工艺稳定运行阶段对污染物质去除效能 57-71 5.1 引言 57 5.2 系统稳定运行阶段对水中污染物的效能 57-59 5.2.1 系统稳定运行期间对有机物的去除效能 57-58 5.2.2 系统稳定运行期间对氨氮的去除效能 58 5.2.3 系统稳定运行期间对总氮的去除效能 58-59 5.3 生活污水 DOM 在各处理单元中的迁移转化 59-67 5.3.1 系统各级出水 DOM 分级组分 DOC 含量 59-61 5.3.2 系统各级出水 DOM 分级组分三维荧光光谱 61-66 5.3.3 系统各级出水 DOM 分级组分紫外光谱 66-67 5.4 系统污泥特性 67-69 5.4.1 混凝滤布系统化学污泥特性 68 5.4.2 滴滤池污泥特性 68-69 5.4.3 系统污泥特性 69 5.5 本章小结 69-71 结论 71-73 参考文献 73-78 攻读硕士学位期间发表论文及其他成果 78-81 致谢 81
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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 > 其他 > 生活
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