城市污水生物处理单元工艺改进及效能研究

【摘要】：近年来,随着城市污水产量的不断增加,水体污染程度逐渐加深,如何构建既具有较高处理效率又能降低能源消耗的处理工艺,成为污水处理理论研究及技术开发的新热点。活性污泥法作为大多数城市污水处理厂的首选工艺,其核心部分为曝气池,在现运行城市污水处理厂中,普遍存在曝气能耗大、处理效率低等特点,对污水厂曝气池改造还同时面临施工难度大、改造费用高等技术限制。本文基于微压内循环反应器研究成果,设计了双循环旋流反应器,目的是通过对传统SBR反应器结构进行优化,在保证反应器内微生物数量及活性的前提下,提高传统SBR反应器去除效率并降低曝气能耗。本试验以长春市某污水处理厂初沉池污水为原水,在进水水质及运行工况相同的条件下,通过检测进出水中COD、氨氮、总氮、总磷的含量,对比研究双循环反应器与传统SBR反应器在污染物处理效率方面的差异性;通过对污泥SV、SVI、脱氢酶活性的检测及利用镜检技术对微生物生物相的观察,对比研究两种反应器内污泥特性;利用溶解氧仪监测两种反应器内曝气阶段溶解氧的变化情况,对比分析两种反应器溶解氧上升速率情况。通过对双循环旋流反应器进行数值模拟与实际运行流态对比,验证反应器内液体流态与设计双循环旋流形式基本相同,以此作为反应器设计依据,经过3个月的实验研究过程得出以下结论:(1)两种反应器在COD、氨氮、总氮和总磷的处理方面均具有较高的处理效率,其中双循环反应器对污染物的处理效率更加稳定,COD处理效率达到95%;在不同进水COD情况下,氮磷的处理效率方面普遍高于传统SBR反应器。(2)对比研究双循环反应器与传统SBR反应器污泥性质,双循环反应器内微生物种类丰富,微生物个体较大,运动活跃。双循环反应器污泥沉降性优于传统SBR反应器,污泥沉降更快。两种反应器污泥脱氢酶活性基本相同。(3)对比研究双循环反应器与传统SBR反应器曝气能耗,在曝气2h以后溶解氧均达到较高水平。在进水水质COD为500mg/L时,达到相同溶解氧含量,双循环反应器较传统SBR反应器缩短了14min左右的曝气时间。以此为依据可推导出,双循环反应器较传统SBR反应器节约电能0.0256 kW?h/m3。 【关键词】：活性污泥法 曝气池 双循环 处理效率 能耗
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号表8-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 城市污水活性污泥法简介及其发展9-12
• 1.2.1 活性污泥法概述9-10
• 1.2.2 活性污泥法的发展历程10-12
• 1.3 城市污水处理节能降耗技术现状简介12-14
• 1.3.1 污水处理能耗情况分析12
• 1.3.2 污水处理节能途径与技术12-13
• 1.3.3 水中氧传质理论13-14
• 1.3.4 影响氧传质的因素14
• 1.4 课题的提出14-16
• 1.4.1 活性污泥法的优缺点14-15
• 1.4.2 污水厂SBR曝气池现存主要技术问题15-16
• 1.4.3 研究目的及意义16
• 1.5 研究内容及技术路线16-18
• 1.5.1 研究内容16
• 1.5.2 技术路线16-18
• 第2章 反应器设计基础及结构确定18-27
• 2.1 反应器处理有机物理论基础18-19
• 2.1.1 同步硝化与反硝化机理18
• 2.1.2 生物除磷机理18-19
• 2.2 反应器设计基础19-20
• 2.2.1 微压反应器设计结构及工作原理19-20
• 2.2.2 试验反应器设计思路20
• 2.3 双循环反应器结构设计及流态验证20-25
• 2.3.1 反应器结构设计20-21
• 2.3.2 验证反应器流态方法21-22
• 2.3.3 反应器内部流态验证22-25
• 2.4 试验条件25-26
• 2.4.1 试验原水25
• 2.4.2 试验污泥25-26
• 2.5 试验运行检测26-27
• 2.5.1 反应器运行方案26
• 2.5.2 试验分析项目及检测方法26-27
• 第3章 两种反应器对比研究污染物去除情况27-45
• 3.1 两种反应器污染物去除对比27-34
• 3.1.1 两种反应器COD的去除情况27-29
• 3.1.2 两种反应器氨氮的去除情况29-30
• 3.1.3 两种反应器总氮的去除情况30-32
• 3.1.4 两种反应器总磷的去除情况32-34
• 3.2 溶解氧变化规律对比研究34-36
• 3.2.1 水中溶解氧分析34
• 3.2.2 两种反应器溶解氧变化对比34-36
• 3.3 污泥性质对比研究36-43
• 3.3.1 污泥浓度控制36-37
• 3.3.2 污泥生物相的变化37-40
• 3.3.3 污泥沉降性能的对比研究40-42
• 3.3.4 污泥脱氢酶活性的对比研究42-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 实际工程改造优势45-47
• 第5章 结论与建议47-49
• 5.1 结论47-48
• 5.2 建议48-49
• 参考文献49-54
• 在学期间发表的学术论文及其他成果54-55
• 在学期间参加专业实践55-56
• 致谢56

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