城市污水处理厂二级出水深度处理工艺及运行优化控制研究

【摘要】：本试验以城市污水处理厂二级出水为研究对象，通过对二级出水水质的分析，采用深度处理组合工艺以去除污染物达到景观回用水标准。试验过程中，通过对比试验，确定了最佳组合工艺“混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC”；同时分析了温度、pH值、臭氧投加量在不同进水水质下的变化，以及考察不同水力负荷、反冲洗方式及反冲洗强度、初始浓度等参数对工艺的影响，从而确定组合工艺的最佳运行参数，试验结果表明： 本试验混凝剂采用聚合氯化铝（PAC），通过烧杯试验确定最佳投药量为75mg/L时，混凝沉淀对二级出水污染物的去除达到最佳效果。 在自然挂膜期间，生物砂滤对NH_4~+-N、CODMn、浊度的去除率分别为80%、15%、80%时达到稳定，挂膜时间为12天。 分别对臭氧前置与后置、普通砂滤与生物砂滤进行对比试验研究。分析得出臭氧前置组合工艺对水中有机物的降解效能优于臭氧后置组合工艺；生物砂滤组合工艺对水中有机物的降解效能优于普通砂滤组合工艺。通过两组对比试验可以得出“混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC”为处理二级出水最佳组合工艺。 研究了水温、pH值、反冲洗、臭氧投加量、进水初始浓度以及水力负荷等试验条件对组合工艺除污效能的影响。当组合工艺控制生物砂滤水力负荷为6m3/(m~2·h)，臭氧投加量为3mg/L，初始CODMn浓度为11mg/L，初始NH_4~+-N浓度为15.64mg/L时可以取得较好的处理效果。此外，生物砂滤反冲洗采用气水联合反冲洗方式：单独气冲强度为14L/(m~2·s)、单独气冲时间为4min；混合冲洗时气冲强度为12L/(m~2·s)、水冲强度为8L/(m~2·s)，混合冲洗时间为6min；单独水冲强度为12L/(m~2·s)、水冲时间为5min。组合工艺控制活性炭水力负荷为5m3/(m~2·h)，反冲洗采用先气洗后水洗方式：单独气冲强度为4L/(m~2·s)，单独气冲时间为2min；单独水冲强度为8~10L/(m~2·s)，单独水冲时间为3~4min。 在此运行条件下，“混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC”组合工艺对二级出水中的CODMn、色度、NH_4~+-N、TN的平均去除率分别为52.39%、72.44%、93.9%、40.95%，工艺出水平均值分别为5.17mg/L、7.4NTU、2.72mg/L、13.40mg/L，出水水质符合《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）。 【关键词】：二级出水 深度处理 混凝沉淀—O_3—生物砂滤—GAC 景观回用
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-25
• 1.1 研究背景12-16
• 1.1.1 水环境现状12-15
• 1.1.2 我国污水处理现状15-16
• 1.2 污水再生回用意义及现状16-17
• 1.2.1 污水再生回用意义16
• 1.2.2 污水再生回用现状16-17
• 1.3. 臭氧活性炭、生物砂滤技术在废水处理领域的研究及应用17-23
• 1.3.1 臭氧及臭氧组合工艺的研究及应用17-22
• 1.3.2 生物砂滤的研究及应用22
• 1.3.3 炭砂滤的研究及应用22-23
• 1.4 课题的研究目的及主要内容23-25
• 1.4.1 课题的研究目的23-24
• 1.4.2 课题的主要研究内容24-25
• 第2章 试验设计和试验方法25-30
• 2.1 试验设计25-28
• 2.1.1 试验装置与工艺参数25-26
• 2.1.2 主要试验仪器26-27
• 2.1.3 主要试验试剂27
• 2.1.4 试验测定方法27-28
• 2.3 试验期间原水水质情况28-29
• 2.4 城市景观回用水水质要求29-30
• 第3章 混凝与臭氧氧化技术的研究30-42
• 3.1 混凝技术研究30-32
• 3.1.1 混凝剂的选择30
• 3.1.2 混凝剂投药量的确定30-32
• 3.2 臭氧前后置对比工艺可行性研究32-36
• 3.2.1 臭氧氧化机理32-33
• 3.2.2 CODMn去除效果对比33-34
• 3.2.3 NH_4~+-N 去除效果对比34
• 3.2.4 NO_2~--N 的去除效果对比34-35
• 3.2.5 浊度去除效果的对比35-36
• 3.3 最佳臭氧投加量的确定36-40
• 3.3.1 臭氧投加量对 NH_4~+-N 的去除影响37-38
• 3.3.2 臭氧投加量对 NO_2~--N 的去除影响38-39
• 3.3.3 臭氧对 UV_(254)的去除影响39-40
• 3.3.4 臭氧对色度的去除影响40
• 3.4 本章小结40-42
• 第4章 普通砂滤与生物砂滤工艺除污效果研究42-52
• 4.1 生物砂滤柱的挂膜启动42-46
• 4.1.1 自然生物砂滤挂膜42
• 4.1.2 生物砂滤柱微生物的环境因素42-43
• 4.1.3 生物膜启动过程中对主要污染物的去除效果43-46
• 4.2 普通砂滤和生物砂滤对比工艺可行性研究46-51
• 4.2.1 有机物去除效果对比46-47
• 4.2.2 NH_4~+-N 的去除效果对比47-48
• 4.2.3 TN 去除效果对比48-49
• 4.2.4 色度去除效果对比49-50
• 4.2.5 浊度去除效果50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 组合工艺影响因素分析和优化控制52-68
• 5.1 温度和 pH 值对组合工艺的影响52-54
• 5.1.1 温度和 pH 值对臭氧的影响52
• 5.1.2 温度和 pH 值对生物砂滤的影响52-54
• 5.2 反冲洗对组合工艺的影响54-60
• 5.2.1 反冲洗方式的影响54-55
• 5.2.2 反冲洗周期的影响55
• 5.2.3 反冲洗强度的影响55-60
• 5.3 水力负荷对组合工艺的的影响60-64
• 5.3.1 对浊度去除效果的影响61-62
• 5.3.2 对 NH_4~+-N 去除效果的影响62-64
• 5.4 水质初始浓度对组合工艺的影响64-66
• 5.4.1 初始 CODMn浓度对组合工艺的影响64-65
• 5.4.2 NH_4~+-N 初始浓度对组合工艺的影响65-66
• 5.5 本章小结66-68
• 第6章 最佳组合工艺处理效果分析68-77
• 6.1 组合工艺最佳运行参数68-69
• 6.2 臭氧对生物膜的驯化69-70
• 6.3 组合工艺运行效果分析70-75
• 6.3.1 对 CODMn的去除效果70-71
• 6.3.2 对 NH_4~+-N 的去除效果71-73
• 6.3.3 对 TN 的去除效果73-74
• 6.3.4 对色度的去除效果74-75
• 6.4 本章小结75-77
• 第7章 结论与建议77-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86
• 作者简介86-87
• 在学期间发表的学术论文87
• 在学期间参加的科研项目87-88

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