前置反硝化生物滤池对低碳氮比污水的脱氮性能研究

论文摘要

经济高效的废水处理技术对水环境的保护与恢复具有重要意义,曝气生物滤池（BAFs）就是一种适合我国现状的经济高效的污水处理技术。BAFs采用比表面积较大、表面粗糙的颗粒滤料,集物理截留悬浮物和生物处理功能于一体,具有过滤、生物吸附、生物降解等功能。实践表明,BAFs具有占地面积小、处理效率高、出水水质好、抗冲击负荷能力高等优点,同时,BAFs处理污废水工艺无需设置二次沉淀池。按照试验设计要求,试验采用无机陶粒颗粒作为生物滤料,滤料粒径为3～5mm,采用前置反硝化曝气生物滤池工艺,以模拟配制的低碳氮比（C／N）污水为处理对象,研究了前置反硝化曝气生物滤池工艺对有机污染物（COD）、氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）的去除效果,探究该工艺去除污染物质的规律,并分析了含氮化合物之间的转化规律,力求得出最佳工况参数,为前置反硝化曝气生物滤池工艺处理高NH4+-N含量污废水脱氮效能的研究提供参考意义,并为该工艺在我国污水处理领域的推广提供理论依据。与后置反硝化BAF工艺相比,前置反硝化BAF工艺具有良好的脱氮性能,其中,回流比、水力负荷是影响其处理效果的主要因素。试验考察了回流比分别为50%、100%、200%、300%的条件下,该工艺对COD、NH4+-N、TN的去除效果。试验研究表明：在回流比从50%提高至300%的过程中,前置反硝化BAF工艺对有机污染物的去除效果以200%为界,呈现先上升后下降的趋势,同时表现出对去除TN的影响较为显著的现象。在本试验确定的最佳回流比为200%的条件下,COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为92.67%、90.50%和80.50%,平均浓度分别为16.38 mg／L、9.93 mg／L、22.69 mg／L。在保持回流比为100%的条件下,随水力负荷从1.52 m／h增加至2.82 m／h的过程中,前置反硝化BAF工艺对有机污染物的去除效果以2.08 m／h为界,呈现先上升后下降的趋势,在本试验确定的最佳水力负荷为2.08 m／h的条件下,COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为91.72%、90.29%和74.45%,平均浓度分别为25.44mg／L、16.65 mg／L、29.33 mg／L。试验结果显示,COD、NH4+-N和TN主要在BAF（DN）反应器中的缺氧环境内得到去除,平均去除率分别为78.48%、68.02%和58.21%。试验中还发现,BAF（DN）反应器中出现了明显的亚硝酸盐氮积累现象,并表现出显著的短程硝化反硝化特征。按照试验设计要求,试验采用气水联合反冲洗的方式,气水联合反冲洗可以有效地对曝气生物滤池进行反冲洗。反冲洗后,运行5-6 h,出水COD和NH4+-N浓度均可恢复到正常水平,同时,在试验过程中还可以发现,反冲洗对NH4+-N的去除影响相对较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 我国水环境污染状况
• 1.1.2 我国污水处理现状
• 1.1.3 污水生物处理及资源化利用
• 1.2 曝气生物滤池工艺
• 1.2.1 曝气生物滤池简介
• 1.2.2 曝气生物滤池发展沿革
• 1.2.3 曝气生物滤池工作原理
• 1.2.4 曝气生物滤池特点
• 1.2.5 曝气生物滤池结构形式
• 1.2.6 曝气生物滤池研究进展
• 1.2.7 曝气生物滤池处理效能影响因素
• 1.2.8 曝气生物滤池存在问题及应用研究前景
• 1.2.9 曝气生物滤池在污水处理中的应用实例
• 1.3 研究意义和主要内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 试验设计
• 2.1.1 试验设计方案
• 2.1.2 试验设计依据
• 2.2 工艺流程和试验装置
• 2.2.1 工艺流程
• 2.2.2 试验装置
• 2.3 试验准备阶段
• 2.3.1 滤料选择
• 2.3.2 流量计与泵的选择
• 2.3.3 试验装置的调试与校准
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 试验用水的配制方法
• 2.4.2 试验运行方法
• 2.5 检测分析方法及仪器
• 2.5.1 检测分析方法
• 2.5.2 分析仪器
• 第3章 曝气生物滤池启动挂膜实验
• 3.1 生物膜挂膜方法
• 3.2 启动挂膜
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 前置反硝化BAF工艺处理效能的研究
• 4.1 前置反硝化BAF的处理效能
• 4.1.1 前置反硝化BAF对COD的去除效果
• 4⁺-N的去除效果'>4.1.2 前置反硝化BAF对NH₄⁺-N的去除效果
• 4.1.3 前置反硝化BAF对TN的去除效果
• 4.2 回流比对前置反硝化BAF处理效能的影响
• 4.2.1 回流比对COD去除效果的影响
• 4⁺-N去除效果的影响'>4.2.2 回流比对NH₄⁺-N去除效果的影响
• 4.2.3 回流比对TN去除效果的影响
• 4.3 水力负荷对前置反硝化BAF处理效能的影响
• 4.3.1 水力负荷对COD去除效果的影响
• 4⁺-N去除效果的影响'>4.3.2 水力负荷对NH₄⁺-N去除效果的影响
• 4.3.3 水力负荷对TN去除效果的影响
• 4.4 BAF（DN）中含氮化合物的转化
• 4.5 本章小结
• 第5章 前置反硝化BAF工艺反冲洗试验研究
• 5.1 反冲洗机理
• 5.2 反冲洗条件
• 5.3 反冲洗周期
• 5.4 反冲洗方式
• 5.5 反冲洗强度
• 5.6 反冲洗对前置反硝化BAF处理效能的影响
• 5.6.1 反冲洗对COD去除效果的影响
• 4⁺-N去除效果的影响'>5.6.2 反冲洗对NH₄⁺-N去除效果的影响
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
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