CASS工艺在寒冷地区城市污水处理中的优化运行研究

论文摘要

齐齐哈尔市是我国纬度较高的城市之一,气温较低并且冰封期长。整个城市只有一座10万m3/d的城市污水处理厂和一个20万m3/d的氧化塘。随着城市面积的不断扩大,城市污水量日益增加,高峰时水量远远超过了氧化塘所能承受的负荷。经过经济技术论证污水处理厂的二期工程选择了CASS工艺。目前,CASS工艺多用于工业废水的处理和纬度较低的城市污水处理。CASS工艺在寒冷地区应用的具体运行参数和运行方式需要进一步研究。本课题的研究以城市生活污水为处理对象,构建CASS工艺的小试系统以模拟齐齐哈尔市南郊污水处理厂的二期工艺,通过试验研究,考察运行参数的改变对CASS工艺处理效果的影响,以得到CASS工艺在寒冷地区运行的优化参数,掌握CASS工艺特性,探寻其降解有机物及脱氮除磷的规律。试验调节了进水历时、污泥回流比、曝气时间、反应区配比、充水比、污泥龄、溶解氧这7个因素。试验结果显示COD和氨氮受各因素的影响最小,两者的去除效率都很高并且十分稳定。总氮和总磷的去除效果受各因素的影响较大,其中污泥回流比、曝气时间和曝气末段溶解氧对总氮的去除效果影响最大,污泥龄和曝气末段溶解氧对总磷的去除效果影响最大。生物脱氮除磷是两个相互冲突的过程,综合各个因素的影响最优运行参数为:进水历时4h,污泥回流比100%,曝气时间2h(进水2h后开始曝气),生物选择区、预反应区和主反应区的容积比例1:8:27,污泥龄15d,曝气末段溶解氧3.0mg/L。在该运行条件下温度降到10℃左右时出水各项指标仍可以稳定达标。对整个周期连续取样,试验结果表明进水不曝气的2h中整个反应器中的硝酸盐氮得到了大量的去除。另外硝酸盐氮浓度的降低使得聚磷菌可以更充分的进行释磷,主反应区也发生了明显的释磷现象,最终污泥的释磷量达到进水总磷含量的9.5倍。长时进水短时曝气的运行模式有利于硝化细菌的生长。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题目的和意义
• 1.2 CASS 工艺的发展及运用概况
• 1.2.1 CASS 工艺的发展历史
• 1.2.2 CASS 工艺的原理
• 1.2.3 CASS 工艺运行过程
• 1.2.4 CASS 工艺的优点和不足
• 1.3 CASS 工艺国内外应用及研究现状
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验装置与仪器
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 试验用水及种泥
• 2.1.3 试验仪器
• 2.2 分析方法
• 2.2.1 常规指标
• 2.2.2 其他指标
• 第3章 各项运行参数对CASS 工艺处理效果的影响
• 3.1 进水历时对处理效果的影响
• 3.1.1 运行参数
• 3.1.2 进水历时对COD 处理效果的影响
• 3.1.3 进水历时对氨氮处理效果的影响
• 3.1.4 进水历时对总氮处理效果的影响
• 3.1.5 进水历时对总磷处理效果的影响
• 3.2 污泥回流比对处理效果的影响
• 3.2.1 运行参数
• 3.2.2 污泥回流比对COD 处理效果的影响
• 3.2.3 污泥回流比对氨氮处理效果的影响
• 3.2.4 污泥回流比对总氮处理效果的影响
• 3.2.5 污泥回流比对总磷处理效果的影响
• 3.3 曝气时间对处理效果的影响
• 3.3.1 运行参数
• 3.3.2 曝气时间对COD 处理效果的影响
• 3.3.3 曝气时间对氨氮处理效果的影响
• 3.3.4 曝气时间对总氮处理效果的影响
• 3.3.5 曝气时间对总磷处理效果的影响
• 3.4 反应区配比对处理效果的影响
• 3.4.1 运行参数
• 3.4.2 反应区配比对COD 处理效果的影响
• 3.4.3 反应区配比对氨氮处理效果的影响
• 3.4.4 反应区配比对总氮处理效果的影响
• 3.4.5 反应区配比对总磷处理效果的影响
• 3.5 充水比对处理效果的影响
• 3.5.1 运行参数
• 3.5.2 充水比对COD 处理效果的影响
• 3.5.3 充水比对氨氮处理效果的影响
• 3.5.4 充水比对总氮处理效果的影响
• 3.5.5 充水比对总磷处理效果的影响
• 3.6 污泥龄对处理效果的影响
• 3.6.1 运行参数
• 3.6.2 污泥龄对COD 处理效果的影响
• 3.6.3 污泥龄对氨氮处理效果的影响
• 3.6.4 污泥龄对总氮处理效果的影响
• 3.6.5 污泥龄对总磷处理效果的影响
• 3.7 溶解氧对处理效果的影响
• 3.7.1 运行参数
• 3.7.2 溶解氧对COD 处理效果的影响
• 3.7.3 溶解氧对氨氮处理效果的影响
• 3.7.4 溶解氧对总氮处理效果的影响
• 3.7.5 溶解氧对总磷处理效果的影响
• 3.8 温度对处理效果的影响
• 3.8.1 运行参数
• 3.8.2 温度对COD 处理效果的影响
• 3.8.3 温度对氨氮处理效果的影响
• 3.8.4 温度对总氮处理效果的影响
• 3.8.5 温度对总磷处理效果的影响
• 3.9 本章小结
• 第4章 CASS 工艺脱氮除磷机理分析
• 4.1 CASS 工艺全周期常规指标变化规律
• 4.1.1 试验条件
• 4.1.2 各区COD 变化情况
• 4.1.3 各区总磷变化情况
• 4.1.4 各区氮变化情况
• 4.2 硝化菌活性及亚硝化菌活性测定
• 4.2.1 试验条件
• 4.2.2 试验结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 示范工程
• 5.1 示范工程的论证
• 5.1.1 工程建设的必要性
• 5.1.2 项目建设的可行性
• 5.1.3 中心城区污水处理工程工程实施的目的和意义
• 5.2 工程规模确定
• 5.3 二级处理工艺方案比较
• 5.3.1 技术比较
• 5.3.2 经济比较
• 5.4 齐齐哈尔污水处理厂二期工程概况
• 5.4.1 项目简介
• 5.4.2 进水水质及出水指标
• 5.4.3 工艺流程
• 5.4.4 处理单元构筑物
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢