一体式A-BAF工艺处理低C/N工业园区污水的脱氮除磷特性研究

【摘要】：在日益加剧的人类活动影响下,水体因氮、磷等营养盐的大量输入而引发的富养化问题日趋严重。我国是一个湖泊众多的国家。目前我国湖泊水库的氮、磷污染已愈来愈严重,水体藻类大量繁殖、生存期长、覆盖面广、暴发次数多,已对水生生物及人体健康造成了严重危害。与此同时,随着工业的发展、人民生活水平的提高、用水量的增加,合流制排水系统的城市污水低碳源现象越来越严重。 2003年7月1日起实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002),对出水氮磷提出更加严格的规定,己建城镇污水处理厂需要改建,新建污水处理厂则须按照该标准来进行建设。探讨污水处理工艺中简洁、高效、经济的脱氮除磷新技术,是有效去除污水中氮磷含量,进而为控制水体富营养化、保护水环境提供科学依据的重要研究课题,也是我国污水处理厂进行升级改造的发展方向。 本课题以某经济开发区工业园区污水处理厂为研究基地,提出“一体式缺氧活性污泥-曝气生物滤池工艺(一体式A-BAF工艺)”和“磷酸铵镁沉淀法协同一体式A-BAF工艺”,旨在于现有的二级处理构筑物基础上强化生物处理,在不增加深度处理的前提下,使强化二级生物处理出水TN、TP、SS等指标同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。 一体式A-BAF反应器呈圆柱形,由有机玻璃加工制作而成,总有效体积7.5L,其中上部硝化区有效容积5L,下部反硝化区有效容积2.5L。其运行参数为：进水量为2.5L.h-1,反硝化区pH值为7.0-7.5、DO0.5mg／L、HRT为1h、泥龄为15d,硝化区pH值为7.0-8.0、DO为2mg／L～5mg／L、HRT为2h-8h、硝化液回流比为200%。 论文以工业园区污水处理厂初沉池出水为原水,研究了一体式A-BAF工艺的生化处理特性,确定了磷酸铵镁沉淀法应用于该工业园区污水处理的操作条件,考察了磷酸铵镁沉淀法与一体式A-BAF工艺协同作用的可行性。研究表明： 1.进水COD为89mg／L-137mg／L、NH3-N为27.4mg／L-42.3mg／L、TN为38.9mg／L～57.7mg／L、TP为2.61mg／L～4.06mg／L、SS为72mg／L～153mg／L时,一体式A-BAF工艺对COD、NH3-N、TN、TP、SS的平均去除率分别为89.75%、96.47%、58.00%、79.00%、92.47%,出水COD、NH3-N、SS指标达到《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准；在进水COD、NH3-N波动幅度较大的情况下,该工艺对COD、NH3-N的去除效果表现出良好的稳定性,表明其具有较强的抗COD和抗NH3-N负荷冲击的能力。 2.在pH值为9.5,反应温度为30℃,反应时间为30minMg：P：N=1.O：1.O：1.O的条件下,磷酸铵镁沉淀法处理原水的较佳沉淀剂为Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,沉淀剂较佳的投加顺序和方式为"Na2HPO4·12H2O+MgCl2·6H2O,缓慢加入,同时调节pH值”；通过单因素分析和正交试验设计,确定了磷酸铵镁沉淀法的最佳操作条件为pH=9.5、反应时间为30min、Mg：N=1.3、P：N=1.06,影响磷酸铵镁沉淀法法脱氮除磷的因素主次顺序为pH反应时间P：NMg：N。 3.在进水COD为100mg／L-133mg／L、NH3-N为29.1mg／L-41.4mg／LTN为39.5mg／L-54.8mg／L、TP为3.92mg／L-2.69mg／L、SS为75mg／L-146mg／L的条件下,向一体式A-BAF反应器反硝化区中投加约2.27gNa2HPO4·12H2O和1.78g MgCl2·6H2O,对原水进行化学沉淀法与生物法同步处理,出水各水质指标均达到了《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准。“一体式A-BAF工艺”和“磷酸铵镁沉淀法协同一体式A-BAF工艺”用于处理经济开发区工业园区污水处理厂初沉池出水,使出水TN、TP、SS同时达到《国家城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级A标准,达到了预期目标,是一种可持续污水处理工艺,有较好的应用前景。 【关键词】：A-BAF 磷酸铵镁沉淀法 低C/N 脱氮除磷
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 引言14-20
• 1.1 研究背景14-16
• 1.1.1 我国水污染现状14-15
• 1.1.2 污水处理排放标准提高15
• 1.1.3 污水处理工艺面临的问题15-16
• 1.2 某工业园区污水处理厂概况16-18
• 1.2.1 建设规模及工艺流程16-17
• 1.2.2 原水水质17
• 1.2.3 存在问题17-18
• 1.3 课题的提出18
• 1.4 研究内容和创新点18-20
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 创新点19-20
• 第二章 文献综述20-42
• 2.1 生物脱氮除磷工艺20-28
• 2.1.1 生物脱氮除磷机理20-21
• 2.1.2 生物脱氮除磷工艺类型21-26
• 2.1.3 生物脱氮除磷工艺存在问题和发展趋势26-28
• 2.2 曝气生物滤池的研究概况28-33
• 2.2.1 曝气生物滤池的原理及特点29-31
• 2.2.3 曝气生物滤池国外研究现状31-32
• 2.2.4 曝气生物滤池在国内研究与应用现状32-33
• 2.3 生物脱氮除磷工艺处理低C/N污水研究现状33-34
• 2.4 物理化学脱氮除磷34-42
• 2.4.1 物理化学脱氮技术34-37
• 2.4.2 物理化学除磷技术37-38
• 2.4.3 化学同步脱氮除磷技术38-42
• 第三章 一体式A-BAF工艺处理工业园区污水试验42-54
• 3.1 试验装置和原水水质42-45
• 3.1.1 试验装置及工艺流程42-45
• 3.1.2 原水水质及接种污泥45
• 3.2 试验方法和分析方法45-46
• 3.2.1 试验方法45-46
• 3.2.2 测定项目及分析方法46
• 3.4 试验结果与分析46-52
• 3.4.1 对COD的去除效果46-47
• 3.4.2 对NH_3-N的去除效果47-49
• 3.4.3 对TN的去除效果49-50
• 3.4.4 对TP的去除效果50-51
• 3.4.5 对SS的去除效果51-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 磷酸铵镁沉淀法同时去除氮磷试验研究54-70
• 4.1 试验装置和材料54-55
• 4.1.1 试验装置54
• 4.1.2 试验材料54-55
• 4.2 试验方法与分析方法55-56
• 4.2.1 试验方法55
• 4.2.2 测试项目和方法55-56
• 4.3 筛选沉淀剂56-57
• 4.4 确定沉淀剂投加方式和顺序57-60
• 4.5 单因素实验60-66
• 4.5.1 pH值60-61
• 4.5.2 反应时间61-63
• 4.5.3 反应温度63-64
• 4.5.4 摩尔配比64-66
• 4.6 正交试验设计66-68
• 4.6.1 选定正交表66
• 4.6.2 试验结果分析66-68
• 4.7 本章小结68-70
• 第五章 化学沉淀法与一体式A-BAF反应器的协同作用70-80
• 5.1 试验装置和原水水质70
• 5.1.1 实验装置及工艺流程70
• 5.1.2 试验原水及试验药剂70
• 5.2 试验方法与分析方法70-71
• 5.2.1 试验方法70-71
• 5.2.2 测定项目及分析方法71
• 5.3 运行条件71
• 5.4 试验结果及分析71-77
• 5.4.1 沉淀剂投加点71-72
• 5.4.2 沉淀剂投加量72-73
• 5.4.3 对COD的去除效果73-74
• 5.4.4 对SS的去除效果74
• 5.4.5 对NH_3-N的去除效果74-76
• 5.4.6 对TN的去除效果76-77
• 5.4.7 对TP的去除效果77
• 5.5 本章小结77-80
• 第六章 结论与建议80-84
• 6.1 结论80-81
• 6.2 建议81-84
• 参考文献84-92
• 致谢92-93
• 攻读学位期间发表的学术论文目录93

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