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聚苯乙烯漂浮滤料单级曝气生物滤池脱氮试验研究

作　者: 王晗飞
导　师: 董文艺
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 单级BAF 脱氮漂浮滤料中间曝气城市污水
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为实现低碳氮比城镇污水脱氮，以及克服多级曝气生物滤池（BiologicalAerated Filter, BAF）工艺控制复杂和运行成本高的缺点，本文通过对聚苯乙烯漂浮滤料单级BAF工艺运行条件的优化来提高其脱氮效果。本文中单级BAF有两种运行方式，底部曝气模式和中间曝气模式。文中对单级BAF两种曝气方式在硝化脱氮能力和适用水质方面作对比，并控制工艺条件提高反应器内的同步硝化反硝化效果。首先对底部曝气BAF开展了工艺优化研究。内容包括：启动、气水比以及污染物负荷，同时研究了除碳硝化区分布规律和最大反硝化负荷。然后研究了与中间曝气模式同一运行条件下污染物的去除效果、DO的沿程分布、污染物的沿程去除规律和同步硝化反硝化效果的对比。试验结果表明，单级BAF可以实现硝化脱氮的要求，与传统两级BAF相比，具有流程短、运行成本低和运行管理简单等优势。底部曝气BAF在水力停留时间3h，回流比为100%，温度25-30℃，气水比4:1的条件下，进水NH₄⁺-N小于30mg/L，平均出水NH₄⁺-N小于5mg/L，TN小于15mg/L。对于中间曝气BAF，进水NH₄⁺-N则须小于22mg/L。中间曝气模式相比底部曝气模式，有较长的运行周期和较高的反硝化能力，但是较低的氨氮去除负荷。进水sCOD浓度是选择曝气模式的关键因素。当进水sCOD浓度大于120mg/L，可以采用底部曝气模式；当进水sCOD小于120mg/L，宜采用中间曝气模式。在两种曝气模式下，同步硝化反硝化有最大TN去除时，占全部TN去除近50%左右。在停留时间3h、气水比4:1、无回流或回流比为1时同步硝化反硝化几可忽略，降低气水比到2:1或改变停留时间为1.5h时同步硝化反硝化十分明显。综上得出结论，同步硝化反硝化倾向发生在高负荷、低气水比的工况。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 曝气生物滤池脱氮技术研究现状  10-16
    1.2.1 曝气生物滤池主要形式  10-11
    1.2.2 曝气生物滤池脱氮原理  11-13
    1.2.3 脱氮主要影响因素的研究  13-16
    1.2.4 多级 BAF 脱氮的应用和不足  16
  1.3 课题研究目的及主要内容  16-18
第2章试验材料与方法  18-23
  2.1 试验装置  18-19
    2.1.1 试验装置设计  18
    2.1.2 试验装置结构  18-19
  2.2 试验材料  19-20
    2.2.1 滤料特性  19
    2.2.2 试验用水  19-20
    2.2.3 接种污泥  20
  2.3 试验方法  20-23
    2.3.1 检测方法  20
    2.3.2 试验安排  20-23
第3章常规底部曝气单级 BAF 试验研究  23-46
  3.1 启动  23-25
    3.1.1 启动方法  23
    3.1.2 启动过程  23-25
  3.2 气水比的影响  25-29
    3.2.1 碱度的投加  25-26
    3.2.2 对出水 DO 的影响  26
    3.2.3 对 SS 及 COD 去除的影响  26-27
    3.2.4 对 NH_4~+-N 去除的影响  27-28
    3.2.5 对 TN 去除的影响  28-29
  3.3 回流比的影响  29-36
    3.3.1 碱度的投加  29-30
    3.3.2 反冲洗  30-31
    3.3.3 对 SS 和 COD 的去除  31-32
    3.3.4 对 NH_4~+-N 的去除  32-33
    3.3.5 对 TN 的去除  33-34
    3.3.6 污染物负荷对出水 NH_4~+-N 的影响  34-36
  3.4 污染物去除规律  36-45
    3.4.1 合适的气水比  36-37
    3.4.2 除碳与硝化分区的规律  37-43
    3.4.3 TN 去除效果  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章中间曝气单级 BAF 对比优化研究  46-76
  4.1 中间曝气位置的优化  46-53
    4.1.1 对出水 DO 的影响  46-47
    4.1.2 对去除 SS 的影响  47
    4.1.3 对去除 COD 的影响  47-48
    4.1.4 对反冲洗的影响  48-50
    4.1.5 对去除 NH_4~+-N 的影响  50-51
    4.1.6 对去除 TN 的影响  51-52
    4.1.7 对去除 P 的影响  52-53
  4.2 水力停留时间的优化  53-56
    4.2.1 对去除 NH_4~+-N 的影响  54-55
    4.2.2 对去除 TN 的影响  55-56
  4.3 回流比的优化  56-59
    4.3.1 对出水 pH 的影响  56-57
    4.3.2 对去除 NH_4~+-N 的影响  57-58
    4.3.3 对去除 TN 的影响  58-59
  4.4 污染物去除规律  59-69
    4.4.1 DO 分布  59-61
    4.4.2 沿程 SS 分布  61-62
    4.4.3 除碳及硝化分区规律  62-67
    4.4.4 TN 沿程变化  67-69
  4.5 TN 去除分析  69-72
    4.5.1 反硝化最大负荷试验  69-70
    4.5.2 TN 去除途径分析  70-72
  4.6 改变进水水质试验  72-74
  4.7 本章小结  74-76
结论  76-77
参考文献  77-83
致谢  83

聚苯乙烯漂浮滤料单级曝气生物滤池脱氮试验研究

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