改良型A~2/O工艺处理低浓度城市污水的特征及控制研究

【摘要】： 我国已建或在建的污水处理厂80%采用了活性污泥法,A2／O工艺因其是最简单的同步脱氮除磷活性污泥法而得到了广泛应用,但A2／O工艺存在释磷与脱氮争夺碳源、硝酸盐氮干扰释磷等固有缺陷。本文中的A2／O工艺是一种改良工艺,改良体现在预缺氧选择池的设置、分点进水以及阶式曝气池的应用。以改良型A2／O工艺处理中国南方典型的低浓度污水为研究对象,进行了实验室和现场研究,研究表明： (1)预缺氧选择池能有效去除回流污泥中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,且去除硝酸盐氮的效果更稳定。预缺氧选择池的设置,使厌氧池内几乎不发生脱氮作用,脱氮主要发生在选择池和缺氧池,改善了厌氧池的释磷条件。 (2)低浓度污水处理中,生物池MLSS浓度应根据F／M=0.10-0.12以及进水BOD确定,MLSS达到某一定值后出现提升困难,过度提升MLSS浓度对提高运行效果无益。水质波动不大时,可采取定MLSS控制策略,在维持生物池内MLSS的同时应及时适当排泥。排泥可以提高COD、NH3-N、TP、SS去除率。不排泥不仅会使除磷效果恶化,还会引起污泥活性降低、出水SS剧烈波动,脱氮率也降低。无脱氮要求时,混合液回流比的选择应综合考虑运行成本与除磷要求,因为混合液回流比低,回流污泥中的NO3-N增多,影响除磷率的提高。 (3)阶式曝气池有如下典型特征： 阶式曝气池单池设计成方形(L=1.58B)时,流态介于推流与全混流之间,更接近推流,且随着串联级数的增加越来越接近推流,此种池型比廊道式曝气池更简单。 阶式曝气池内有机物、氨氮降解以一级反应为主,对污染物的降解进行模拟时宜采用分段拟合。 阶式曝气池的MLSS逐级浓度分布与是否排泥、排泥量以及曝气池的混合状态有关。 单池内流态为CSTR时,阶式曝气池比单级曝气池的推动力更高、体积大幅减小。设计中采用等体积CSTR曝气池串联可保证总体积最小。曝气池改造中,增加隔墙即可改造成阶式曝气池,污染物去除率提高。 (4)进水受到偏碱性冲击时,对除磷无不利影响,TN去除率提高,氨氮去除率不变；进水受到低磷冲击时,除磷率提高了15.9%,但低磷时需要更长的硝化时间。 (5)进水中氨氮浓度低时、好氧段DO控制不当时易出现过量曝气,过量曝气会导致除磷效果恶化,聚磷菌受抑制后反硝化菌夺得更多碳源,脱氮率提高。过量曝气不会导致出水SS增加,但污泥的SVI上升、颗粒粒径变小。氨氮降解速率提高,彻底硝化所需的时间缩短,过量曝气时应缩短曝气时间,避免混合液回流时携带过多的溶解氧进入缺氧池。 (6)安庆市城东污水厂的ASM实测化学计量系数和动力学参数如下,可以为低浓度污水厂的运行模拟提供参考。 水质参数：Ss占总COD的比例平均为4.8%,xs占总COD的比例平均为10.5%,SI占总COD的比例平均为21.5%,XI占总COD的比例平均为62.7%。氨氮占TN的71%；硝态氮占TN的11%；SND占TN的7%；XND占TN的11%。 污泥参数(10℃时)：异养菌产率系数0.71 g(COD)／g(COD),异养菌衰减系数0.40d-1,异养菌最大比增长速率系数2.0g(Xs)／g(XH).d。 【关键词】：低浓度城市污水 A-A~2/O工艺 阶式曝气池 冲击负荷 过量曝气
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-31
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 污水生物脱氮除磷理论及其研究现状11-16
• 1.3 A~2/O工艺及其改良16-28
• 1.4 活性污泥法ASM模型简介28-30
• 1.5 本课题的主要研究内容30-31
• 2 试验材料与方法31-41
• 2.1 现场试验研究31-37
• 2.2 批式试验研究37-41
• 3 A-A~2/O工艺处理低浓度城市污水的效果41-60
• 3.1 A-A~2/O工艺简介及启动41-43
• 3.2 选择池在系统中的作用43-45
• 3.3 A-A~2/O工艺的污染物去除效果45-50
• 3.4 A-A~2/O工艺的MLSS优化50-55
• 3.5 排泥对工艺运行的影响55-59
• 3.6 优化后的工艺运行效果59
• 3.7 本章小结59-60
• 4 阶式曝气池的特性研究60-82
• 4.1 阶式曝气池的构造60
• 4.2 阶式曝气池的流态60-64
• 4.3 阶式曝气池的MLSS分布64-67
• 4.4 阶式曝气池的污泥活性67-69
• 4.5 阶式曝气池的污染物降解动力学69-73
• 4.6 阶式曝气池与传统曝气池的比较73-80
• 4.7 本章小结80-82
• 5 低浓度城市污水处理中的控制研究82-117
• 5.1 间歇偏碱性进水82-93
• 5.2 进水低磷93-100
• 5.3 过量曝气100-107
• 5.4 无排泥107-115
• 5.5 本章小结115-117
• 6 A-A~2/O工艺处理低浓度城市污水的动力学模拟117-136
• 6.1 模型的选取117
• 6.2 A-A~2/O工艺的机理方程117-128
• 6.3 安庆市城东污水厂的模型参数实测128-133
• 6.4 利用参数分析剩余污泥量133-134
• 6.5 本章小结134-136
• 7 结论与建议136-139
• 7.1 结论136-138
• 7.2 主要创新点138
• 7.3 建议138-139
• 致谢139-140
• 参考文献140-152
• 附录1 ASM2D数学模型152-156
• 附录2 攻读博士期间发表的论文156

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