化学生物絮凝—悬浮填料床处理城市污水试验及机理研究

【摘要】：针对传统的城市污水二级处理工艺存在基建投资大、运行费用高、磷去除效果差的缺点,本研究在中试装置规模上,研制采用化学生物絮凝—悬浮填料床工艺处理上海市低浓度城市污水,对该工艺的运行条件和工艺参数进行了详细的研究;结合烧杯试验,对化学生物絮凝工艺中回流污泥的絮凝性能进行了分析;采用粒度分析、分子量分级和分子生物学手段,并与初沉池、化学强化一级工艺和传统活性污泥法进行对比,对化学生物絮凝工艺的絮凝机理进行了探讨。 分析了化学生物絮凝—悬浮填料床工艺的启动过程,优化了工艺运行参数,结果表明:①化学生物絮凝工艺启动迅速,初期适量接种污泥,5d后即可稳定运行;水温20℃以上时,悬浮填料床自然挂膜时间约25d。②经优化的工艺运行参数如下:化学生物絮凝工艺HRT 35min,PAFC投加量70mg/L,污泥回流比33%,各廊道曝气量分别为6.0m~3/h、3.5m~3/h、0.8m~3/h(气水比分别为3.0、1.8、0.4);悬浮填料床填料填充比50%,HRT 2.7h,气水比2.0:1。在上述工艺条件下,化学生物絮凝工艺对COD_(Cr)、TP和SS的去除率分别达到61.6%、70.9%和76.3%,其容积负荷分别为3.85kg/m~3·d、0.097kg/m~3·d和2.50kg/m~3·d;悬浮填料床对COD_(Cr)、TP和氨氮的去除率分别为42.1%、31.4%和49.7%,氨氮硝化效果较好,其容积负荷为0.058kg NH_4~+/m~3·d,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。③由于生物作用,化学生物絮凝工艺可以取消化学助凝剂PAM的投加,节省约30%的药剂费用;在相同PAFC投加量下,化学生物絮凝工艺对各项污染物的去除效果均显著优于传统的化学强化一级工艺,剩余污泥产量比后者减少10～15%。④冬季低温条件下,化学生物絮凝—悬浮填料床工艺仍实现了较高的污染物去除效果。⑤与传统二级生物处理工艺相比,化学生物絮凝—悬浮填料床工艺具有处理时间短、基建投资省、除磷能力强、动力能耗低的优点。 化学生物絮凝工艺中回流污泥的絮凝性能研究结果表明:①单纯的化学污泥回流并不能提高化学强化一级工艺的污染物处理效果,化学生物絮凝工艺是 【关键词】：城市污水 化学生物絮凝 化学强化一级 悬浮填料床 硝化 颗粒物粒度分布 分子量分级
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 第1章 前言12-30
• 1.1 我国水资源及其污染现状12-13
• 1.2 我国城市污水处理现状、存在问题及对策13-16
• 1.3 强化一级处理工艺简介16-24
• 1.3.1 化学强化一级工艺17-20
• 1.3.2 生物强化一级工艺20-23
• 1.3.3 化学生物絮凝工艺23-24
• 1.4 生物膜处理工艺简介24-28
• 1.4.1 悬浮填料床特点25-26
• 1.4.2 悬浮填料床的应用及研究26-28
• 1.5 本课题研究内容和意义28-30
• 1.5.1 本课题研究意义28-29
• 1.5.2 本课题研究内容29-30
• 第2章 试验水质及中试工艺简介30-38
• 2.1 安亭污水处理厂简介30-31
• 2.2 试验期间进水水质31-32
• 2.3 中试试验装置与设备32-36
• 2.3.1 中试工艺流程32-34
• 2.3.2 主要构筑物34-36
• 2.3.3 中试仪表及构筑物36
• 2.4 试验分析测试项目与方法36-38
• 第3章 化学生物絮凝工艺中试结果及分析38-69
• 3.1 化学生物絮凝工艺启动试验38-39
• 3.2 化学生物絮凝工艺优化研究39-65
• 3.2.1 絮凝剂PAFC投加量的优化39-55
• 3.2.2 生物助凝作用55-56
• 3.2.3 曝气搅拌强度的优化56-58
• 3.2.4 污泥回流比的优化58-60
• 3.2.5 取消快速混合池的运行优化60-64
• 3.2.6 工艺优化小节64-65
• 3.3 其它因素对化学生物絮凝效果的影响分析65-67
• 3.3.1 水温65-66
• 3.3.2 pH值66-67
• 3.3.3 小结67
• 3.4 剩余污泥产量分析67-68
• 3.5 中试小结68-69
• 第4章 悬浮填料床中试结果及分析69-88
• 4.1 悬浮填料床启动试验69-71
• 4.2 气水比的优化71-77
• 4.2.1 不同气水比条件下氨氮去除及分析71-74
• 4.2.2 不同气水比条件下COD_(Cr)去除及分析74-76
• 4.2.3 不同气水比条件下TP去除及分析76-77
• 4.3 水力停留时间的优化77-83
• 4.3.1 不同水力停留时间下氨氮去除及分析78-80
• 4.3.2 不同水力停留时间下COD_(Cr)去除及分析80-81
• 4.3.3 不同水力停留时间下TP去除及分析81-83
• 4.4 冬季低温下悬浮填料床运行效果83-86
• 4.5 中试小结86-88
• 第5章 化学生物絮凝工艺的回流污泥絮凝性能研究88-100
• 5.1 停止加药试验88-90
• 5.2 烧杯试验90-93
• 5.2.1 烧杯试验方案90-91
• 5.2.2 烧杯试验结果及分析91-93
• 5.3 回流污泥中的微生物种群结构分析93-97
• 5.3.1 化学生物絮凝工艺与化学强化一级工艺中微生物种群结构比较93-94
• 5.3.2 絮凝剂对化学生物絮凝工艺中微生物种群结构的影响94-97
• 5.4 回流污泥中的微生物胞外聚合物含量分析97-99
• 5.5 小结99-100
• 第6章 化学生物絮凝工艺颗粒物去除及分析100-116
• 6.1 化学生物絮凝工艺与其它一级处理工艺颗粒物去除对比100-107
• 6.1.1 颗粒物的稳定性分析100-102
• 6.1.2 颗粒物粒度分布及去除分析102-107
• 6.2 化学强化一级工艺与二级生物处理工艺颗粒物去除对比107-111
• 6.3 化学生物絮凝工艺与化学强化一级工艺沿程颗粒物絮凝分析111-114
• 6.3.1 沿程颗粒物的稳定性分析111
• 6.3.2 化学强化一级工艺沿程颗粒物的絮凝分析111-112
• 6.3.3 化学生物絮凝工艺沿程颗粒物的絮凝分析112-114
• 6.4 小结114-116
• 第7章 化学生物絮凝工艺溶解性有机物去除及分析116-123
• 7.1 空白试验和膜分级方法116-117
• 7.1.1 空白试验116-117
• 7.1.2 膜分级方法117
• 7.2 化学生物絮凝工艺与其它一级工艺对溶解性有机物去除对比117-119
• 7.2.1 溶解性TOC的去除117-118
• 7.2.2 UV_(260)的去除118-119
• 7.2.3 溶解性有机物的分子量分布119
• 7.3 化学生物絮凝工艺与二级处理工艺对溶解性有机物去除对比119-121
• 7.3.1 溶解性TOC的去除120
• 7.3.2 溶解性有机物的分子量分布120-121
• 7.4 化学生物絮凝工艺沿程溶解性有机物去除分析121-122
• 7.5 小结122-123
• 第8章 结论与建议123-127
• 8.1 结论123-126
• 8.2 建议126-127
• 参考文献127-137
• 在读博士期间发表论文137-138
• 致谢138

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