厌氧折流板反应器—生物接触氧化池工艺处理我国北方新兴村镇生活污水试验研究

【摘要】：近年来，随着国民经济的飞速发展，新兴村镇的数量和规模不断扩大，村镇产业结构发生了重大调整，造成原来具有较好自净能力的自然生态系统被严重破坏，环境问题日益恶化，特别是水体环境呈现迅速恶化的趋势。 我国北方地区，由于自然条件所限，气候相对干旱，降雨相对较少，地表径流对污水的稀释作用相对较弱，缺水现象十分严重。且季节性温差大，夏季炎热，冬季寒冷，温度降到零下。加之许多水体由于新兴村镇生活污水的直接排入，污染严重，丧失了其作为水源的使用功能，使缺水问题更为突出。因此，北方地区污水处理工艺的要求相对较高，要求一种温度适应范围广的水处理工艺，或者对水处理工艺需要采取必要的温控措施。 新兴村镇生活污水，是指包括粪便及其冲洗水、厨房炊事用水、洗浴废水等所有的废水。氮、磷含量高，可生化性好。对于研究新兴村镇的生活污水，还需考虑养殖区的粪便废水，从而导致了新兴村镇的高COD、高N的现实。据调查统计，养殖一头牛产生并排放的污水超过22个人生活产生的废水，养殖一头猪产生的废水相当7个人生活产生的废水。 厌氧折流板反应器(anaerobic baffled reactor以下简称ABR)对于处理高浓度有机废水具有明显的处理效果，且有较强的水质适应能力，其适用于10℃~55℃的温度范围，冬季配以适当的温控措施，可以很好地适应北方的冬季气候，维持稳定的处理效果。但对氨氮去除效果不佳，而且出水有臭味。好氧接触氧化工艺对低浓度有机废水具有很高的处理效率，并且去除氨氮效率高。因此，针对北方新兴村镇生活污水特点，提出了ABR-好氧生物接触氧化联用工艺处理生活污水。 初期配制模拟生活污水先进行实验室试验研究，根据进水COD和氨氮去除效果，确定正常运行所需要的最佳停留时间，好氧体积厌氧体积最佳比，硝酸盐内回流最佳比例。最佳参数运行下，实验室处理效果良好。后期根据确定的最佳参数进行现场实际污水处理研究。我们选择在山东省青岛市崂山区北龙口村进行中试试验，测定COD，氨氮等指标，使其达到预期效果。 实验室试验研究内容如下：配制COD浓度为1500mg/L左右，氨氮浓度80mg/L左右的人工模拟污水。通过改变负荷，即试验停留时间经过20h、16h、12h、8h、4h、3h、2h的连续改变，确定最佳停留时间为4h；改变厌氧阶段和好氧阶段的体积比例2:1，1:1，2:1，确定最佳的运行模式为1:1；改变硝酸盐内回流比从100%，150%，200%，确定最佳回流比为150%； 北龙口村现场中试试验研究内容如下：开发地埋式集约型水质净化槽，建立风力自动曝气系统，降低好氧工艺能耗。开发太阳能循环地热温控设备，维持冬季运行效果良好。进水浓度因为季节的原因，进水COD在300mg/L-800mg/L之间波动，进水氨氮浓度在80mg/L-120mg/L之间波动。经过处理之后，出水水质良好。 通过室内实验室模拟试验和北龙口村现场试验表明：ABR-生物接触氧化工艺适合我国北方新兴村镇生活污水的处理。 【关键词】：新兴村镇 生活污水 厌氧折流板反应器 生物接触氧化 氨氮 COD 去除率
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 0 前言12-14
• 1 文献综述14-28
• 1.1 我国北方新兴村镇生活污水污染现状14-16
• 1.1.1 新兴村镇生活污水的来源14-15
• 1.1.2 新兴村镇生活污水排放量趋势分析15-16
• 1.1.3 新兴村镇生活污水污染的危害16
• 1.2 国内外新兴村镇水污染治理研究现状16-19
• 1.2.1 国外研究现状16-18
• 1.2.2 国内研究现状18-19
• 1.3 新兴北方村镇生活污水处理工艺选择19-25
• 1.3.1 厌氧处理工艺的选择-ABR21-23
• 1.3.1.1 ABR 优点21-22
• 1.3.1.2 ABR 的研究及应用进展22-23
• 1.3.2 好氧工艺的选择--生物接触氧化23-25
• 1.3.2.1 生物接触氧化池的优点23-24
• 1.3.2.2 生物接触氧化池的研究及应用现状24-25
• 1.3.3 厌氧好氧联用研究现状25
• 1.3.4 联合工艺的优点及创新点25
• 1.4 研究的目的及意义25-26
• 1.5 研究思路与内容26-28
• 1.5.1 研究思路26
• 1.5.2 研究内容26-28
• 1.5.2.1 室内模拟试验研究27
• 1.5.2.2 北龙口现场中试研究27-28
• 2 试验装置与分析方法28-31
• 2.1 试验装置28-30
• 2.1.1 试验工艺流程28
• 2.1.2 试验装置28-29
• 2.1.3 试验用水29-30
• 2.2 测试指标及方法30-31
• 3 厌氧折流板反应器-生物接触氧化联合运行室内模拟试验31-44
• 3.1 试验方法31-32
• 3.2 联合工艺的去除效果32-35
• 3.2.1 COD 的去除效果32
• 3.2.2 氨氮和总氮的去除效果32-34
• 3.2.3 pH 的变化情况34-35
• 3.3 ABR 运行效果35-38
• 3.3.1 各隔室相对去除率变化35-36
• 3.3.2 各隔室挥发性脂肪酸（VFA）及碱度的变化36
• 3.3.3 厌氧颗粒污泥生物相36-38
• 3.4 生物接触氧化工艺的运行效果38-40
• 3.4.1 氨氮的转化情况38
• 3.4.2 好氧生物相38-40
• 3.5 好氧段厌氧段的最佳比例的确定40-42
• 3.5.1 COD 的去除效果40-41
• 3.5.2 氨氮的去除效果41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 4 联合工艺加硝酸盐内回流后的室内运行效果分析44-55
• 4.1 试验方法45
• 4.2 结果与讨论45-53
• 4.2.1 对 pH 影响情况45-46
• 4.2.2 对碱度影响情况46-47
• 4.2.3 COD 运行效果47-48
• 4.2.4 厌氧折流板反应器各隔室 COD 去除情况48-49
• 4.2.5 氨氮运行效果49-50
• 4.2.6 总氮运行效果50
• 4.2.7 氮转化情况50-51
• 4.2.8 好氧生物膜生物相51-53
• 4.3 本章小结53-55
• 5 现场试验研究55-59
• 5.1 现场试验装置55-56
• 5.2 结果与讨论56-58
• 5.2.1 现场试验 COD 浓度的运行效果56-57
• 5.2.2 COD 相对去除率变化57
• 5.2.3 现场试验氨氮浓度的运行效果57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 结论与建议59-62
• 6.1 结论59-61
• 6.2 建议61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 个人简历68
• 发表的学术论文68

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