混合水源城镇污水处理厂COD提标工艺应用研究

【摘要】：根据浙江省“十二五”规划,到2015年,太湖流域、钱塘江流域城镇污水处理设施执行一级A标准。由于浙江省工业经济发达,大部分城镇污水处理厂含有大量工业废水,对于混合水源的城镇污水处理厂在提标任务中面临的首要任务即是COD提标。本研究以浙江省嘉兴市L污水厂一期工程COD提标工艺方案研究为核心,对工艺流程的可行性、工艺参数的选择开展中试试验,并提供工程方案。 L污水厂一期工程原设计采用氧化沟为主体的处理工艺,通过对现有处理工艺进出水水质特性研究,表明：污水成分复杂,水质波动大,含有50%左右的工业废水,污水具有一定的可生化性,对活性污泥不具有明显的抑制作用,但难降解COD (CODnb)值达到100mg/L,且80%以上有机物分子量小于2500。出水COD、氨氮、SS、TN、TP等指标均无法达到一级A排放标准,尤其是COD指标面临严峻的提标任务。 开展了以倒置A2O+MBR工艺为核心的二级生化处理中试研究,结果表明：当进水为纯工业污水时,MBR在最佳运行条件下出水COD平均为132.2mg/L,远无法达到一级A排放标准。试验表明生活污水所占比例越大,处理效果越佳。根据未来工业污水与生活污水量的实际比例,开展了生活污水／工业污水=1：1时稳定运行研究,当进水COD浓度平均为372mg/L；出水平均69mg/L；平均去除率达到80.1%,但仍需采用深度处理。通过对MBR混合液特性研究发现：MBR污泥浓度的过高会增加膜清洗频率及曝气能耗,保证定期的化学在线清洗(20～30d左右进行),可保证膜通量的稳定运行。当生活污水成分越多,单位MLVSS中EPS和SMP含量越少,污泥的性状越好。 分别开展了以臭氧及活性炭生物滤池为主的深度处理工艺研究。结果表明,臭氧对于含发色基团、具有简单结构的芳香族化合物,可在较短的时间内通过直接反应改变物质的结构形式,但是无法彻底将其矿化。在投加量30mg/L,接触时间1h条件下,MBR出水COD平均值从68mg/L降至48mg/L,COD指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级标准A标准。臭氧将部分大分子的物质氧化成小分子的物质,经臭氧氧化后,分子量730的有机物比例由30%上升到54%。臭氧氧化对分子量500的烷烃化合物具有较好的氧化作用,但对于该分子量范围内的含多种取代基的芳香族化合物氧化性较差。活性炭生物滤池在空床停留时间为2.5h时,出水COD指标能达到一级A标准。通过扫描电镜与投射电镜发现,微生物大部分集中于炭颗粒的表面和邻近大孔中,不能进入微孔。 根据中试结果,提出了以倒置A2O/MBR+活性炭生物滤池为核心的COD提标工艺流程。根据中试结果,采用臭氧氧化作为深度处理工艺,其直接运行总成本达到0.68元／吨水,因此,改造方案设置臭氧氧化工艺的主体功能以消毒为主,在出水COD出现波动时作为应急投加。 【关键词】：混合水源 COD提标 膜生物反应器 臭氧氧化 活性炭生物滤池
【学位授予单位】：浙江工商大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-13
• 第1章 绪论13-27
• 1.1 我国水资源与污染现状13-15
• 1.1.1 水资源特点13-14
• 1.1.2 水污染特征及现状14-15
• 1.2 我国城镇污水处理厂现状及提标改造需求15-17
• 1.2.1 我国城镇污水处理现状15-16
• 1.2.2 我国城镇污水处理厂提标改造需求16-17
• 1.2.3 浙江省城镇污水处理厂提标改造的具体要求17
• 1.3 城镇污水处理厂二级生化工艺的应用现状17-22
• 1.3.1 常规二级生化处理工艺17-19
• 1.3.2 膜生物反应器工艺在城镇污水处理厂的应用19-22
• 1.4 城镇污水处理厂深度处理工艺的应用现状22-25
• 1.4.1 生物活性炭技术22-23
• 1.4.2 臭氧氧化深度处理工艺23-25
• 1.5 研究背景、目的及内容25-27
• 1.5.1 研究背景及目的25
• 1.5.2 研究内容25-26
• 1.5.3 技术路线26-27
• 第2章 浙江L污水处理厂水质特性研究27-39
• 2.1 实验材料和方法27-30
• 2.1.1 常规指标测试方法27
• 2.1.2 理化性质测试方法27-29
• 2.1.3 一期工程处理工艺介绍29-30
• 2.2 L一期工程污水常规指标特性30-33
• 2.2.1 进出水COD变化30-31
• 2.2.2 进出水氨氮变化31-32
• 2.2.3 进出水SS变化32
• 2.2.4 进出水其他常规指标32-33
• 2.3 一期工程污水理化性质33-37
• 2.3.1 可生物降解性33-34
• 2.3.2 活性污泥抑制性34-35
• 2.3.3 分子量分布35-36
• 2.3.4 混凝特性36-37
• 2.4 主要工艺问题和改造方案37-38
• 2.4.1 进水水质、水量波动较大37
• 2.4.2 氧化沟运行效果不佳37
• 2.4.3 改造方案37-38
• 2.5 小结38-39
• 第3章 MBR二级生化处理工艺运行特性研究39-56
• 3.1 实验装置和方法39-42
• 3.1.1 中试工艺流程39-40
• 3.1.2 反应器设备组成40-41
• 3.1.3 实验测定项目及分析方法41
• 3.1.4 中试试验阶段安排41-42
• 3.2 不同进水水源MBR工艺运行特性研究42-46
• 3.2.1 纯工业污水水源42-44
• 3.2.2 工业污水与生活污水不同配比44-46
• 3.3 稳定运行特性研究46-51
• 3.3.1 COD与氨氮去除效果47
• 3.3.2 TN与有机氮去除效果47-48
• 3.3.3 TP与有机磷的去除效果48-50
• 3.3.4 分子量分布50
• 3.3.5 MBR出水可生化性50-51
• 3.4 MBR膜通量变化与混合液特性51-55
• 3.4.1 膜通量与膜压差的变化51-52
• 3.4.2 MBR污泥浓度的变化52-53
• 3.4.3 MBR活性污泥胞外聚合物和溶解性微生物产物变化53-55
• 3.5 小结55-56
• 第4章 臭氧氧化深度处理工艺运行特性研究56-68
• 4.1 实验装置与方法56-59
• 4.1.1 小试间歇试验56-57
• 4.1.2 中试连续试验57
• 4.1.3 试验用水及方法57-58
• 4.1.4 有机物组分分析方法58-59
• 4.2 臭氧小试氧化特性59-61
• 4.2.1 不同氧化时间对COD的去除效果59
• 4.2.2 不同氧化时间对色度的去除效果59-60
• 4.2.3 不同氧化时间对UV254的去除效果60-61
• 4.3 臭氧中试氧化效果61-67
• 4.3.1 臭氧参数优化61-63
• 4.3.2 稳定运行考察63-64
• 4.3.3 分子量分布64-65
• 4.3.4 有机物组分分析65-67
• 4.4 小结67-68
• 第5章 活性炭生物滤池深度处理工艺运行特性研究68-73
• 5.1 实验装置和方法68
• 5.2 活性炭生物滤池处理效果68-72
• 5.2.1 COD与氨氮去除效果68-70
• 5.2.2 活性炭生物膜特性70-72
• 5.3 小结72-73
• 第6章 L污水处理厂一期工程COD提标方案73-84
• 6.1 设计水量、水质73
• 6.2 改建工艺流程及工艺流程图73-74
• 6.3 单体设计74-76
• 6.4 主要构筑物和设备清单76-78
• 6.5 用电负荷78-79
• 6.6 工程投资估算79-83
• 6.7 运行成本83-84
• 6.7.1 人工费83
• 6.7.2 电耗83
• 6.7.3 药剂费83
• 6.7.4 新增直接运行成本83-84
• 第7章 结论与展望84-87
• 7.1 结论84-86
• 7.2 展望86-87
• 参考文献87-92
• 致谢92-93
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文93-94

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