臭氧高级氧化与BAF联合污水深度处理工艺比较与研究

【摘要】： 随着社会经济的飞速发展,人们对于水资源的需求越来越强烈。然而我国所面临的现状是:水资源总量较丰富,人均水资源拥有量少,水资源污染严重。由于洁净水资源的匮乏,污水资源作为一种新型水资源引起人们的注意。由于原水水质很复杂,常规的污水深度水处理技术无法较好满足回用需求。高级氧化技术作为新型的污水深度处理技术,逐渐成为污水深度处理技术的热点之一;曝气生物滤池(BAF)也因其生物作用的高效性及自身工艺特点,在中水回用工艺中受到广泛的重视。 试验采用北京地区某污水厂生物二级出水为原水,通过小试比较了单独臭氧与高级氧化(催化臭氧化)的处理效能,催化臭氧化水中溶解臭氧浓度高于单独臭氧,且波动较小,有利于对污染物质的氧化降解,对UV_(254)的去除率要高于COD_(Mn)的去除率。考虑经济因素,过大的臭氧投量对实际工程没有意义,主要看较小投量时(10mg/L以下)的处理效率,催化臭氧化的目的不是尽可能多的去除有机物而是改善水质、改变有机物机构及特点,为下段强化生物处理提供帮助。 通过中试试验评价了空气BAF、纯氧BAF以及混凝沉淀后接BAF三种以BAF为主体的处理工艺。单独曝气生物滤池对污染物去除效果较差,抗冲击负荷能力较差,不能达到回用水要求。纯氧曝气生物滤池水中溶解氧含量较高,有利于微生物的生长,由于原水有机物含量低,而氨氮含量高,炭柱中硝化菌为优势菌种,氨氮处理效率高;氧气无法改变水中有机物的结构,对有机物去除效果没有大的影响,因此COD_(Mn)的去除率同空气曝气接近。混凝沉淀后接BAF工艺中,混凝沉淀可以有效地对有机物去除,但由于水中的藻类含量较高,产生的浊度不易沉降,所以沉后出水浊度较高,不利于BAF与砂滤池的运行,对氨氮的去除效果也没有得到加强。以上三种工艺对水中分子量分布没有产生明显影响,没有使原水水质发生本质变化,处理效果受冲击负荷的影响较大,在实际应用工程中受到一定的限制。 将高级氧化(催化臭氧化)与BAF联合起来,充分发挥各自的优势,达到互补的作用。高级氧化后接BAF工艺对污染指标均有非常好的去除效果,高级氧化阶段主要对有机物(如色度、COD_(Mn)、UV_(254)等指标)有较好处理能力,利用自由基的强氧化性将有机物氧化分解;高级氧化反应可产生较多 【关键词】：污水深度处理 高级氧化 BAF 硝化反应 纯氧曝气
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-32
• 1.1 研究背景12-16
• 1.1.1 我国水资源状况12
• 1.1.2 水环境的污染12-13
• 1.1.3 污水回用概况13-16
• 1.2 污水回用深度处理技术与工艺概述16-30
• 1.2.1 物理化学法16-18
• 1.2.2 生物方法18
• 1.2.3 物理化学与生物组合工艺18-19
• 1.2.4 高级氧化技术概述19-23
• 1.2.5 曝气生物滤池技术概述23-29
• 1.2.6 高级氧化与生物组合技术概述29-30
• 1.3 课题的提出与实施的意义30-31
• 1.4 课题研究的内容和方法31-32
• 1.4.1 课题研究内容31
• 1.4.2 课题研究方法31-32
• 第2章 实验材料及实验方法32-44
• 2.1 实验流程、装置及实验用水32-36
• 2.1.1 实验流程及装置32-34
• 2.1.2 水源的选择34
• 2.1.3 水源的水质34-36
• 2.2 实验的方法36-43
• 2.2.1 小试实验方法36
• 2.2.2 中试实验方法36-39
• 2.2.3 检测手段及检测指标39-43
• 2.3 催化剂的选择43
• 2.4 本章小结43-44
• 第3章 O_3高级氧化技术44-55
• 3.1 O_3高级氧化技术的特点及其机理44-48
• 3.1.1 O_3高级氧化技术的特点44-46
• 3.1.2 O_3高级氧化技术的机理46-48
• 3.2 O_3高级氧化对水中污染物的去除48-53
• 3.2.1 单独臭氧氧化48-51
• 3.2.2 催化臭氧氧化51-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第4章 曝气生物滤池工艺55-82
• 4.1 曝气生物滤池（BAF）工艺的特点及原理55-56
• 4.1.1 BAF工艺的特点55-56
• 4.1.2 BAF 工艺的原理56
• 4.2 空气BAF工艺56-65
• 4.2.1 BAF工艺的挂膜启动56-57
• 4.2.2 对COD_(Mn)的去除效果57-61
• 4.2.3 对氨氮（NH_3-N）的去除效果61-63
• 4.2.4 对UV_(254)的去除效果63-64
• 4.2.5 对DOC的去除效果64
• 4.2.6 对分子量分布的影响64-65
• 4.3 纯氧BAF工艺65-73
• 4.3.1 对COD_(Mn)的去除效果65-67
• 4.3.2 对氨氮（NH_3-N）的去除效果67-69
• 4.3.3 对UV_(254)的去除效果69-70
• 4.3.4 对色度的去除效果70-71
• 4.3.5 对浊度的去除效果71-72
• 4.3.6 对DOC的去除效果72
• 4.3.7 对分子量分布的影响72-73
• 4.4 混凝沉淀与曝气生物滤池（BAF）联用工艺73-80
• 4.4.1 对COD_(Mn)的去除效果73-76
• 4.4.2 对氨氮（NH_3-N）的去除效果76-78
• 4.4.3 对色度的去除效果78-79
• 4.4.4 对浊度的去除效果79-80
• 4.5 本章小结80-82
• 第5章 高级氧化（臭氧催化氧化）曝气生物滤池联用工艺82-109
• 5.1 对各污染指标的去除效果82-96
• 5.1.1 对COD_(Mn)的去除效果82-86
• 5.1.2 对氨氮的去除效果86-90
• 5.1.3 对UV_(254)的去除效果90-91
• 5.1.4 对色度去除效果91-93
• 5.1.5 对浊度的去除效果93-94
• 5.1.6 对DOC的去除效果94-95
• 5.1.7 对分子量分布的影响95-96
• 5.2 水力负荷对去除效果的影响96-99
• 5.2.1 水力负荷对COD_(Mn)去除效果的影响96-97
• 5.2.2 水力负荷对氨氮去除效果的影响97-98
• 5.2.3 水力负荷对UV_(254)去除效果的影响98-99
• 5.2.4 水力负荷对浊度去除效果的影响99
• 5.3 各种不同工艺的比较99-105
• 5.3.1 COD_(Mn)处理效果的比较100-101
• 5.3.2 氨氮处理效果的比较101-102
• 5.3.3 UV_(254)处理效果的比较102
• 5.3.4 色度处理效果的比较102-103
• 5.3.5 浊度处理效果的比较103
• 5.3.6 DOC处理效果的比较103-104
• 5.3.7 分子量分布的比较104
• 5.3.8 反冲洗的比较104-105
• 5.4 高级氧化+BAF工艺经济技术分析105-107
• 5.4.1 理论臭氧耗电费用105-106
• 5.4.2 实际臭氧耗电费用106
• 5.4.3 工艺运行总耗电费用106-107
• 5.5 本章小结107-109
• 结论109-111
• 参考文献111-120
• 致谢120

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