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双泥折流板反应器反硝化除磷的试验研究

作　者: 杨文婷
导　师: 沈耀良
学　校: 苏州科技学院
专　业: 环境工程
关键词: 反硝化除磷折流板反应器 CODCr / TP TN/TP HRT SRT
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

从生物除磷的角度分析,以分子氧作为电子受体,或者以NO3--N为电子受体均可以诱导磷的过量吸收,但由于缺氧吸磷过程将反硝化和除磷融为一体,从能耗角度认为缺氧吸磷是一种节约能源的新陈代谢模式。目前国内外大量的文献资料表明对双泥反硝化除磷工艺的研究均停留在分建式的间歇反应中,一体化的处理工艺鲜见。折流板反应器的水力流态具有单个隔室接近完全混合,整体接近推流的特性,此外折流板反应器还具有结构简单、投资少、运行稳定、抗冲击负荷能力强、处理效率高等优点。因此本研究采用两套不同的双泥折流板反应器,并在各装置的好氧区选用不同填料——弹性立体填料和悬浮填料(不设后置曝气且选用弹性立体填料的反应器为1#反应器,设后置曝气且选用悬浮填料的反应器为2#反应器),进行反硝化除磷的运行效能的研究,主要研究结果如下:(1)双泥折流板反应器经过一定时间的培养驯化,控制运行条件,能获得较好的反硝化除磷效能,且系统运行稳定。(2)反应器启动挂膜期间,采用快速排泥法对两种填料的挂膜效果和影响因素进行了考察。进水有机物浓度、HRT、填料特性等因素均对挂膜效果有重要影响。在充足溶解氧,室温18℃~22℃,进水CODcr浓度120mg/L,C/N为5,水力停留时间6h快速排泥法最优挂膜的条件下,悬浮填料效果优于弹性立体填料,氨氮去除率达到86%,CODcr出水浓度低于70 mg/L。(3)影响该工艺反硝化除磷首要因素是水质条件。试验得出CODCr /TP为50、TN/TP为9、CODCr浓度为250 mg/L左右为最佳水质条件,此条件下,系统可以得到较高的反硝化除磷效果。(4)影响该工艺反硝化除磷重要因素之二是系统的工艺运行参数。厌氧段HRT过高或过低均影响系统的反硝化除磷效能,而短暂且低溶解氧的后曝气功能区也是提高提高系统反硝化除磷的关键。因此控制厌氧段HRT为2.5h、后曝气功能区的DO浓度为3 mg/L,系统可以提高反硝化除磷效能。(5)系统运行中的控制亦是双泥折流板反应器的重要影响因素。SRT的长短对微生物种群具有选择性,MLSS是系统保证长期稳定运行的关键,因此控制好SRT和MLSS对该系统反硝化除磷的效果的提高至关重要。本试验条件下获得最佳SRT为16d,厌氧和缺氧区的MLSS为4500mg/L左右。(6)本试验通过优化试验得出,进水CODCr浓度约为250 mg/L,CODCr / TP约为50,TN/TP约为9,厌氧段HRT为2.5h,MLSS均为4500 mg/L左右,SRT为16d左右,2#反应器的后曝气DO浓度为3 mg/L为工艺的最优试验工况。(7)同样工艺运行条件下,设后置曝气的反应器反硝化除磷效能优于不设后置曝气反应器。1#反应器对TN、TP的去除率达到82%和76%,出水的TN浓度在10 mg/L以下,TP浓度在2mg/L以下;2#反应器对TN、TP的去除率达到84.38%和84.13%,出水TN浓度在8mg/L,出水TP浓度在1mg/L以下。为了提高工艺的运行效能,可在反应器的后续处理中适当设置短时的后曝气装置。(8)通过对系统反硝化除磷系统动力学的初探,结合最优工况下具有较好效能的试验数据得出适合于该工艺的动力学方程,并求解出在本研究条件下适合与该工艺的动力学参数。TP去除动力学方面,厌氧释磷动力学公式为P2=P1+RP3-0.00001296xC3t;缺氧吸磷动力学公式为Pn =可见磷的吸收与污泥浓度、水力停留时间、污泥回流比等因素直接相关。反硝化动力学方面,缺氧脱氮动力学公式为可见氮的去除与水力停留时间、污泥浓度、污泥回流比等因素均有关。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-28
  1.1 课题研究的背景  11-15
    1.1.1 水体中氮磷的来源  11-12
    1.1.2 氮磷污染与水体富营养化  12-15
  1.2 传统污水生物脱氮除磷系统  15-21
    1.2.1 生物脱氮理论  15-16
    1.2.2 生物脱氮过程的影响因素  16-17
    1.2.3 生物脱氮反应动力学  17-18
    1.2.4 生物除磷理论  18
    1.2.5 生物除磷的影响因素  18-20
    1.2.6 生物除磷脱氮系统存在的矛盾和竞争  20-21
  1.3 反硝化除磷机理及研究现状  21-24
    1.3.1 反硝化除磷机理  21-22
    1.3.2 反硝化除磷工艺特点  22
    1.3.3 国外反硝化除磷工艺研究动态  22-23
    1.3.4 国内反硝化除磷脱氮研究动态  23-24
  1.4 反硝化除磷工艺  24-27
    1.4.1 单污泥系统  24-25
    1.4.2 双污泥系统  25-27
  1.5 课题研究的目的和意义  27-28
    1.5.1 课题研究的目的和意义  27
    1.5.2 课题研究的内容  27-28
第二章间歇反应器中反硝化聚磷菌的培养驯化试验  28-33
  2.1 试验条件  28-29
    2.1.1 试验水质  28
    2.1.2 测试方法  28-29
  2.2 试验装置及运行方式  29-30
    2.2.1 试验装置  29
    2.2.2 运行方式  29-30
  2.3 结果与分析  30-32
    2.3.1 PO_4~(3-)-P 的去除分析  30-31
    2.3.2 NO_3~-N 去除与PO_4~(3-)-P 的去除关系  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章双泥折流板反应器反硝化除磷启动运行的试验研究  33-46
  3.1 试验装置  33-35
  3.2 水质条件和检测方法  35
  3.3 试验过程  35-37
    3.3.1 挂膜培养阶段  35-37
    3.3.2 连续运行阶段  37
  3.4 试验结果与分析  37-44
    3.4.1 挂膜结果与分析  37-40
    3.4.2 连续运行结果与分析  40-44
  3.5 本章小结  44-46
第四章双泥折流板反应器反硝化除磷运行特性的试验研究  46-59
  4.1 水质条件对双泥折流板反应器反硝化除磷运行特性的影响  46-48
    4.1.1 COD_(Cr) /TP 对系统反硝化除磷效果的影响  46-47
    4.1.2 TN/TP 对系统反硝化除磷效果的影响  47-48
  4.2 工艺运行参数对双泥折流板反应器反硝化除磷运行特性的影响  48-52
    4.2.1 水力停留时间对系统反硝化除磷效果的影响  48-51
    4.2.2 后曝气对系统反硝化除磷效果的影响  51-52
  4.3 系统运行控制对双泥折流板反应器反硝化除磷运行特性的影响  52-55
    4.3.1 MLSS 对系统反硝化除磷的影响  52-53
    4.3.2 泥龄（SRT）对系统反硝化除磷的影响  53-55
  4.4 系统反硝化除磷优化试验结果  55-57
  4.5 双泥折流板反应器反硝化除磷的可行性分析  57
  4.6 本章小结  57-59
第五章双泥折流板反应器反硝化除磷动力学初探  59-64
  5.1 模型的基本假设  59
  5.2 优化条件下系统反硝化除磷动力学初探  59-63
    5.2.1 磷去除动力学  59-62
    5.2.2 氮去除（反硝化）动力学  62-63
  5.3 本章小结  63-64
第六章结论与建议  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 建议  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
作者简介  70

双泥折流板反应器反硝化除磷的试验研究

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