缺氧活性污泥—曝气生物滤池工艺处理生活污水效能研究

【摘要】：曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)集物理截留和生物氧化于一体,具有容积负荷高、占地面积少等优点,但也存在预处理工艺复杂和生物除磷能力有限等不足。为解决上述问题,本课题首次提出了缺氧活性污泥-曝气生物滤池组合工艺(Anoxic activated sludge-Biological Aerated Filter,A-BAF)。该工艺采用前置缺氧活性污泥和后置曝气生物滤池相组合,并向反硝化池中投加聚合氯化铝(polyaluminium chloride,PAC)形成化学生物絮凝以强化除磷和改善缺氧污泥沉降性能,具有活性污泥工艺预处理简单、化学生物絮凝工艺除磷效果好和BAF硝化效果好等优点。 本课题通过小试试验考察了A-BAF工艺的启动、生化效能和化学絮凝除磷效能的优化,主要得到以下结论: A-BAF工艺采用新型的启动方式,其中BAF单元采用污泥接种加闷曝,在闷曝结束后逐渐增加进水流量并定期进行轻微反冲洗的方式进行启动;缺氧反硝化单元采用BAF单元反冲洗污泥作为接种污泥进行启动。该启动方式具有启动速度较快、污染物去除效果稳定等优点。连续运行4d后,该工艺对COD、NH_4~+-N和SS的去除率即可达到80%、90%和85%以上,且出水水质稳定。BAF反冲洗污泥作为缺氧反硝化单元的接种污泥,可有效提高反硝化污泥浓度,提高TN去除效果。 工艺启动后,本课题进行了工艺生化效能的优化研究,首先、优化了BAF的HRT、硝化液回流比和气水比。①通过考察BAF的HRT分别为2h、1.5h和1h条件下系统的处理效能,得到为保证出水NH_4~+-N小于5mg/L,BAF的HRT应不小于1.5h;②通过考察硝化液回流比分别为100%、150%和100%条件下系统的处理效能,得到为保证出水TN小于15mg/L,硝化液应不小于150%;③通过考察BAF气水比分别为2:1、3:1、5:1、7:1及10:1条件下系统的处理效能,得到BAF最佳气水比为5:1。其次、在最佳运行条件下,考察了系统在运行周期内的工况变化。A-BAF工艺中,BAF的运行周期可达84h,系统出水COD和SS浓度随运行时间的延长无明显变化,出水NH_4~+-N则略有上升,从反冲洗初期的0.5mg/L左右升至后期的2mg/L左右。最后、考察了碱度对BAF硝化效果的影响,发现外加碱度可明显提高BAF的硝化效果。 通过静态小试,对比分析不同PAC投加量条件下,进水、出水和缺氧反硝化污泥的除磷效能,确定缺氧反硝化池是本工艺最佳的投加点,动态小试中,通过考察PAC投加为60mg/L～125mg/L范围内系统的处理效能,得到当PAC投加量达到100mg/L时,系统出水TP浓度小于0.5mg/L,能够满足城市污水综合排放一级A标准。同时,在整个试验过程中A-BAF的COD、NH_4~+-N、TN、SS去除率分别在90%、95%、70%和90%左右,PAC对A-BAF工艺去除有机物、SS和脱氮无不良影响。 【关键词】：缺氧活性污泥-曝气生物滤池工艺(A-BAF) 工艺启动 脱氮 除磷 化学生物絮凝
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 课题背景11-13
• 1.1.1 曝气生物滤池的产生和发展11-12
• 1.1.2 曝气生物滤池的类型及特点12-13
• 1.2 国内外研究现状及分析13-21
• 1.2.1 BAF硝化影响因素研究现状13-17
• 1.2.2 BAF强化一级处理工艺研究现状17-20
• 1.2.3 BAF化学除磷研究现状20-21
• 1.2.4 A-BAF工艺的提出21
• 1.3 课题研究目的及主要内容21-22
• 第2章 试验材料与方法22-28
• 2.1 试验装置22-23
• 2.2 试验材料23
• 2.2.1 原水23
• 2.2.2 接种污泥23
• 2.3 试验方法23-28
• 2.3.1 常规水质检测23
• 2.3.2 生物活性检测23-24
• 2.3.3 BAF滤柱流态分析24-27
• 2.3.4 BAF反冲洗过程27-28
• 第3章 A-BAF工艺启动过程研究28-39
• 3.1 A-BAF启动过程29
• 3.2 水质变化情况29-33
• 3.2.1 间歇闷曝阶段29-30
• 3.2.2 连续进水阶段30-33
• 3.3 BAF单元中微生物活性变化规律33-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 A-BAF工艺生化效能优化研究39-64
• 4.1 水力停留时间39-42
• 4.1.1 COD去除情况39-40
• 4.1.2 NH_4~+-N去除情况40
• 4.1.3 TN去除情况40-41
• 4.1.4 SS去除情况41-42
• 4.2 硝化液回流比42-45
• 4.2.1 COD去除情况42-43
• 4.2.2 NH_4~+-N去除情况43-44
• 4.2.3 TN去除情况44
• 4.2.4 SS去除情况44-45
• 4.3 气水比45-51
• 4.3.1 溶解性COD去除情况45-46
• 4.3.2 NH_4~+-N去除情况46-47
• 4.3.3 TN去除情况47-48
• 4.3.4 SS去除情况48-49
• 4.3.5 滤柱水头损失增长规律49-50
• 4.3.6 BAF单元沿程NH_4~+-N及NO_x~--N变化规律50-51
• 4.4 系统运行周期内工况变化规律51-59
• 4.4.1 COD变化规律52-53
• 4.4.2 NH_4~+-N变化规律53-54
• 4.4.3 SS变化规律54-55
• 4.4.4 滤柱水头损失变化规律55-56
• 4.4.5 BAF单元流态变化规律56-59
• 4.5 碱度对BAF单元硝化的影响59-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第5章 A-BAF工艺化学生物絮凝除磷研究64-78
• 5.1 PAC投加点确定64-68
• 5.1.1 TP去除情况65-66
• 5.1.2 P0_4~(3-)去除情况66-67
• 5.1.3 COD去除情况67
• 5.1.4 SS去除情况67-68
• 5.2 PAC投加量确定68-72
• 5.2.1 TP去除情况68-69
• 5.2.2 P0_4~(3-)去除情况69-70
• 5.2.3 COD去除情况70
• 5.2.4 NH_4~+-N去除情况70-71
• 5.2.5 TN去除情况71-72
• 5.2.6 SS去除情况72
• 5.3 PAC对A-BAF处理效能的影响72-76
• 5.3.1 TP及P0_4~(3-)去除情况72-73
• 5.3.2 COD去除情况73-74
• 5.3.3 NH_4~+-N去除情况74-75
• 5.3.4 TN去除情况75-76
• 5.3.5 BAF反冲洗周期变化76
• 5.4 本章小结76-78
• 结论78-79
• 参考文献79-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果86-88
• 致谢88

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