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沸石强化生物脱氮工艺试验研究

作　者: 陈彬
导　师: 吴志超
学　校: 同济大学
专　业: 环境工程
关键词: 沸石生物脱氮工艺污水处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 273次
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内容摘要

高效、经济的脱氮工艺是水处理研究人员孜孜以求的目的。本文对一种新型的污水脱氮工艺一沸石吸附再生工艺进行了实验室机理研究和小试工况研究。沸石吸附再生工艺的基本原理是:吸附池的沸石污泥吸附去除COD和氨氮等污染物质,吸附了COD和氨氮的沸石污泥在二沉池进行泥水分离,二沉池的出水达标排放,固液分离沉淀的沸石污泥进入再生池进行再生,再生池采用A/O工艺,A段进行反硝化,O段进行有机质的氧化和硝化。再生池再生好的沸石污泥重新进入吸附池。实验室机理试验研究表明天然沸石的吸铵性能良好,天然沸石对氨氮的吸附同时符合Langmuir和Freundlish吸附等温方程。天然沸石吸铵的焓变为-16.21kJ·mol^-1,天然沸石吸附氨氮同时受液膜扩散和颗粒内扩散的影响,温度、共存阳离子对于天然沸石吸附氨氮的影响不大。小试工况试验表明,在水力停留时间3.5～4h时,工艺控制运行参数得到优化的情况下,沸石吸附再生工艺处理城市生活污水的沉砂池出水,出水COD、氨氮、总氮能够符合国家新颁布《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）规定中的一级B水质排放要求。沸石吸附再生工艺的启动过程需要18天左右的时间,在工艺启动过程中,COD、氨氮、总氮、硝酸盐、亚硝酸盐变化情况有其各自的特点,生物挂膜成线性生长过程,启动初期沸石流失现象严重,随着沸石挂膜完毕,沸石流失现象基本可忽略。通过小试工况试验对工艺的各控制运行参数进行了分析比较,总结了各控制运行参数对工艺处理效果的影响程度和影响机理,以及各工艺控制参数适宜的取值范围。沸石污泥的沉降性能和普通曝气池的活性污泥相当。在适宜的工况条件下,沸石污泥的再生效果良好。

全文目录

第1章概论  12-37
  1.1 上海水环境污染与治理现状  12-17
    1.1.1 上海市水环境污染现状  12-13
    1.1.2 上海市污水处理现状  13-15
    1.1.3 上海市污水处理规划  15-17
  1.2 生物脱氮和化学除磷的原理  17-24
    1.2.1 生物硝化过程及原理  17-19
    1.2.2 生物硝化的影响因素  19-20
    1.2.3 生物反硝化过程及原理  20-22
    1.2.4 生物反硝化的影响因素  22-24
  1.3 现有脱氮除磷工艺技术  24-32
    1.3.1 传统脱氮除磷工艺  24-28
    1.3.2 生物脱氮技术及工艺的新进展  28-32
  1.4 沸石在水污染控制中的研究与应用  32-37
    1.4.1 沸石在给水处理和微污染水处理中的应用  32-33
    1.4.2 沸石在生活污水处理中的应用  33-35
    1.4.3 沸石在工业污水处理中的应用  35-37
第2章研究背景、目的、内容和技术路线  37-41
  2.1 论文研究背景  37-38
  2.2 论文研究的目的、内容  38-39
    2.2.1 课题研究的目的  38
    2.2.2 论文研究的内容  38-39
  2.3 论文研究的总体技术路线  39-40
  2.4 分析项目及方法  40-41
第3章沸石吸附氨氮性能研究  41-58
  3.1 吸附的基本原理  41-43
    3.1.1 吸附的基本概念  41-42
    3.1.2 离子交换的基本过程  42
    3.1.3 离子交换的影响因素  42-43
  3.2 沸石的基本性质  43-45
    3.2.1 沸石的成分和特性  43-44
    3.2.2 斜发沸石  44-45
  3.3 沸石吸附氨氮性能实验设计  45-47
    3.3.1 试验目的  45
    3.3.2 试验材料  45-46
    3.3.3 试验方法  46-47
  3.4 沸石吸附氨氮平衡时间的确定  47-49
  3.5 沸石对氨氮的吸附等温曲线  49-54
    3.5.1 沸石对氨氮的吸附等温曲线试验结果  49-50
    3.5.2 Langmuir吸附等温曲线拟合  50-51
    3.5.3 Freundlich吸附等温曲线拟合  51-53
    3.5.4 吸附等温曲线拟合结果及其分析  53-54
  3.6 沸石吸附氨氮热力学和动力学研究  54-55
    3.6.1 沸石吸附氨氮热力学研究  54-55
    3.6.2 沸石吸附氨氮动力学研究  55
  3.7 沸石吸附氨氮的影响因素  55-58
    3.7.1 温度的影响  55-56
    3.7.2 共存阳离子对沸石吸附氨氮的影响  56-58
第4章沸石吸附再生工艺小试试验研究  58-81
  4.1 沸石吸附再生工艺前期研究概述  58
  4.2 沸石吸附再生工艺小试实验设计  58-62
    4.2.1 沸石吸附再生工艺的试验装置  58-60
    4.2.2 沸石吸附再生工艺的基本原理  60-61
    4.2.3 沸石吸附再生工艺试验运行管理  61
    4.2.3 沸石吸附再生工艺试验进水水质  61-62
  4.3 沸石吸附再生工艺启动性能研究  62-67
    4.3.1 工艺启动的方式和运行工况  62-63
    4.3.2 沸石的挂膜情况  63-64
    4.3.3 工艺启动过程的水质处理情况  64-66
    4.3.4 沸石流失情况  66-67
  4.4 沸石吸附再生工艺小试整体运行情况  67-79
    4.4.1 工况一的运行情况  68-70
    4.4.2 工况二的运行情况  70-72
    4.4.3 工况三的运行情况  72-74
    4.4.4 工况四的运行情况  74-76
    4.4.5 工况五的运行情况  76-78
    4.4.6 各工况处理效果小结  78-79
  4.5 小试试验中存在的问题  79-81
第5章沸石吸附再生工艺机理研究  81-93
  5.1 沸石吸附再生工艺基本特点  81-83
  5.2 沸石吸附再生工艺的COD去除机理  83-85
    5.2.1 吸附池去除COD的机理和影响因素  83-84
    5.2.2 吸附池吸附去除COD对工艺的影响  84-85
  5.3 沸石吸附再生工艺影响因素分析  85-88
    5.3.1 MLSS和MLVSS  85-86
    5.3.2 外回流比  86
    5.3.3 内回流比  86
    5.3.4 溶解氧  86-87
    5.3.5 pH与碱度  87
    5.3.6 停留时间  87-88
  5.4 沸石吸附再生工艺的氮循环  88-89
  5.5 沸石吸附再生工艺沉降性能研究  89-91
    5.5.1 活性污泥沉降性能的表征  89-90
    5.5.2 沸石污泥的沉降性能  90-91
  5.6 沸石污泥的生物再生研究  91-92
  5.7 沸石吸附再生工艺中沸石的的作用  92-93
第6章结论与建议  93-95
  6.1 研究结论  93-94
  6.2 问题和建议  94-95
致谢  95-96
参考文献  96-99
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  99

沸石强化生物脱氮工艺试验研究

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