缺氧—好氧移动床生物膜处理低温城市污水

【摘要】：由于高纬度寒冷地区冬季漫长,废水水温过低,致使废水生物处理单元中微生物的代谢能力下降,导致设置于户外的污水生化处理设施的处理效率大幅度降低,经处理后出水水质难于达标。我国目前尚缺乏针对冬季冰封期低温废水处理的成热集成技术。为此,需要寻求合适有效的低温稳定运行强化技术,保证寒冷地区冬季污水处理达标。围绕这一目的,本文以城市污水作为处理对象,研究了采用缺氧-好氧移动床生物膜反应器(MBBR)处理低温城市污水的效能。 实验室小试在常温(T=20℃)和低温(T=8℃)条件下,分别研究了模拟城市污水水质在不同参数组合下,经好氧MBBR处理的效能,得到在低温8℃下好氧MBBR运行的最优参数组合为：填料填充比为40%,HRT=4h,DO=7～8mg/L。在最优参数组合下,将填料填充量为50%的的缺氧MBBR与好氧MBBR连接,调整硝化液回流比为200%,得到在低温8℃的条件下,缺氧-好氧MBBR对COD和NH4+-N的去除率可分别可达90.70%和71.65%,当进水中COD和NH4+-N浓度分别在400mg/L和30mg/L左右时,出水中COD和NH4+-N含量均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准,此时TN的去除率可达65.65%。 根据小试实验结果,在大庆市东城区污水处理厂设计了中试缺氧-好氧MBBR系统,用以处理大庆市东城区实际生活污水。实验结果表明,该系统在温度为15～20℃的条件下启动时间短,即使在进水COD、氨氮浓度较低的情况，好氧MBBR依然可在较短的时间内完成生物挂膜。常温(T=20～25℃)条件下,当进水COD、NH4+-N、TN的平均浓度分别为450mg/L、45mg/L和50mg/L时,经缺氧-好氧MBBR处理后的出水中COD、NH4+-N和TN浓度可分别稳定于48.1 mg/L、3.41 mg/L和13.32mg/L以下,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。 中试实验中,从秋季进入冬季后,水温从20℃骤降至13℃,对反应器的运行带来了明显的冲击。反应器硝化、反硝化能力均明显下降,出水中COD、NH4+-N、TN含量不断升高。此时,通过搭建保暖措施控制水温在8～13℃左右,同时降进水负荷降低至0.4m3/h,稳定一段时间后,随着微生物对低温的不断适应,反应器的除污能力开始缓慢回升,此时逐渐调整进水负荷至0.5m3/h,8～13℃的低温环境运行2个月的结果表明,调整稳定后的反应器对COD、NH4+-N、TN的去除率分别可以达到90%、88%和60%以上,此时出水中COD、NH4+-N、TN含量分别在50mg/L、5mg/L和15mg/L以下,仍达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中的一级A标准。 【关键词】：低温城市污水 缺氧-好氧工艺 移动床生物膜反应器 有机物去除 除氮
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 引言9-19
• 1.1 课题来源及研究背景9
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题研究背景9
• 1.2 低温污水特点及强化处理技术研究现状9-14
• 1.2.1 低温污水特点9-10
• 1.2.2 低温污水强化处理技术研究现状10-14
• 1.3 移动床生物膜反应器的特点及影响因素14-16
• 1.3.1 移动床生物膜反应器概述14
• 1.3.2 移动床生物膜反应器的特点14-15
• 1.3.3 移动床生物膜反应器脱氮除磷机理及主要影响因素15-16
• 1.4 移动床生物膜反应器的研究现状16-18
• 1.4.1 移动床生物膜反应器的开发与应用16-17
• 1.4.2 移动床生物膜反应器处理低温污水17-18
• 1.5 课题研究目的、意义及内容18-19
• 1.5.1 课题研究目的和意义18
• 1.5.2 课题研究内容18-19
• 2 实验材料与方法19-26
• 2.1 实验用水19
• 2.1.1 小试实验水质19
• 2.1.2 中试实验水质19
• 2.2 实验装置19-23
• 2.2.1 小试实验19-21
• 2.2.2 中试实验21-23
• 2.3 实验方法23-24
• 2.3.1 小试实验23-24
• 2.3.2 中试实验24
• 2.4 各项指标的分析测试方法24-26
• 2.4.1 水样的主要常规分析项目24
• 2.4.2 填料内表面生物相观察24-25
• 2.4.3 生物活性测定方法25-26
• 3 缺氧-好氧MBBR处理低温污水的小试实验研究26-34
• 3.1 反应器启动26-27
• 3.1.1 好氧MBBR挂膜26
• 3.1.2 缺氧MBBR挂膜26-27
• 3.2 好氧MBBR工艺参数的优化27-32
• 3.2.1 水温对碳氮去除的影响27-28
• 3.2.2 填充比对碳氮去除的影响28-29
• 3.2.3 水力停留时间对碳氮去除的影响29-30
• 3.2.4 容积负荷对碳氮去除的影响30-32
• 3.3 缺氧-好氧移动床生物膜反应器对低温废水的处理效能32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 缺氧-好氧MBBR处理低温污水中试实验研究34-47
• 4.1 中试反应器的设计34-36
• 4.1.1 缺氧-好氧MBBR工艺平面布置34
• 4.1.2 缺氧MBBR及沉淀池1单体图34-35
• 4.1.3 好氧MBBR及沉淀池2单体图35-36
• 4.2 中试反应器的启动与运行36-37
• 4.3 中试实验结果分析37-45
• 4.3.1 中试实验COD的去除效果分析37-39
• 4.3.2 反应器对NH_4~+-N的去除效果39-40
• 4.3.3 反应器对TN的去除效果40-44
• 4.3.4 反应器对TP的去除效果44-45
• 4.4 本章小结45-47
• 5 结论47-48
• 参考文献48-52
• 个人简介52-53
• 导师简介53-54
• 获得成果目录54-55
• 致谢55

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