蛭石在生活污水处理工艺中的应用研究

【摘要】：近年来，人们在污水处理廉价高效填料的应用上作了大量的研究。蛭石作为粘土矿物的一种，具有独特的层状结构而表现出良好的吸附和离子交换性能，在污水处理中有广阔的应用前景。本文就其应用于实际工艺进行了理论研究及实际工艺应用。实验结果如下： (1)在理论方面，研究了吸附时间、共存阳离子、投加量及粒径对蛭石吸附氨氮的影响。结果表明蛭石对氨氮吸附速度快，在吸附开始半小时氨氮吸附量可达到平衡时的60％；溶液中的共存阳离子对蛭石吸附氨氮具有很大的影响，影响的强弱顺序为Mg~(2+)ca~(2+)K~+Na~+；通过分析比较，得出在实际工艺应用中，采用lg：100mL的投加量比例及小粒径的蛭石较为合适。 (2)试验进行了蛭石-SBR与常规SBR去除污染物的性能比较，结果表明蛭石填料不仅具备一般生物载体的特点，还能进一步选择性地富集硝化细菌，通过生物方式实现吸附再生平衡，有效地提高反应体系的硝化性能，氨氮去除率比对照组高出20～30％。硝化菌附着在填料表面，其泥龄较长，不易流失。反应系统在填料的流化下，提高了系统的传质性能，故对有机物的去除效果高于SBR，蛭石-SBR比一般SBR系统高出5％。 (3)在蛭石-SBR系统运行的诸多影响因素中，温度对COD_(Cr)的去除没有很大的影响，蛭石-SBR对温度的适应性比常规SBR强；在温度适宜时，pH是制约硝化的重要因素，通过在反应过程中调节pH可以达到很高的NH_4~+-N去除率；其它条件一定下，15L／h时是系统适宜的曝气量，分析原因，是因为过大的曝气量破坏活性污泥絮体结构，会降低COD_(Cr)的去除效果，而15L／h的曝气量已足够硝化过程对溶解氧需求，增大曝气量来提高溶解氧浓度不经济。 (4)蛭石应用于一级生物强化处理中，蛭石填料对有机物去除没有明显效果，但可以增加系统对氨氮去除能力，与对照组相比，高出30％多；吸附饱和后的蛭石，在活性污泥再生过程中，通过活性污泥的降解有机物，可去除较大部分的氨氮。通过实验，得出活性污泥吸附去除COD_(Cr)的合适吸附时间为30min，吸附饱和污泥再生时间为2h。 本文创新地提出了在SBR工艺及强化一级生物处理中应用蛭石填料，并通过对比，得出应用蛭石填料后，可增加反应系统去除氨氮性能，并初步分析了各因素对处理效果的影响，其中研究方法与初步结论对于同类研究和生产实践均具有一定的参考价值。 【关键词】：蛭石 生活污水 除氮 序批式活性污泥法(SBR) 强化生物处理
【学位授予单位】：中南林学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• 第一部分 文献综述6-19
• 1 我国水资源与水环境基本状况6-7
• 1.1 我国水资源量6
• 1.2 我国水环境基本状况6-7
• 2 污水处理中氮去除的必要性7-8
• 2.1 氮与水体富营养化7
• 2.2 水体中的氮及其危害性7-8
• 3 城市污水氮去除研究现状8-15
• 3.1 生物法脱氮8-14
• 3.1.1 传统生物法脱氮8-10
• 3.1.2 生物法脱氮新理论及工艺10-14
• 3.2 物化法14-15
• 3.2.1 空气吹脱法14
• 3.2.2 折点加氯法14
• 3.2.3 天然沸石离子交换法14
• 3.2.4 絮凝沉淀法14-15
• 4 非金属矿物材料在水处理中的应用研究现状15-19
• 4.1 沸石在水处理方面的应用15-16
• 4.2 膨润土在废水处理中的应用16-17
• 4.3 蛭石用于处理废水的研究现状17-18
• 4.4 其它非金属矿物在废水处理中的应用18-19
• 第二部分 正文19-44
• 1 实验材料与方法19-23
• 1.1 实验仪器及材料19-21
• 1.1.1 实验仪器19
• 1.1.2 实验材料19-20
• 1.1.3 分析项目与测试方法20-21
• 1.2 实验设计21
• 1.3 实验方法21-23
• 1.3.1 填料应用的理论研究21-22
• 1.3.1.1 蛭石用量的确定21
• 1.3.1.2 粒径的选择21-22
• 1.3.2 蛭石作为SBR系统填料的应用研究22
• 1.3.3 蛭石填料在生物絮凝吸附强化一级处理系统中的应用22-23
• 2 结果与分析23-41
• 2.1 蛭石用量的确定23-26
• 2.1.1 蛭石吸附量与吸附平衡23
• 2.1.2 投加量对蛭石吸附氨氮的影响23-24
• 2.1.3 共存阳离子对蛭石吸附氨氮的影响24
• 2.1.4 蛭石粒径的选择24-26
• 2.2 蛭石-SBR系统于常规SBR系统对污染物的去除比较26-31
• 2.2.1 CODCr去除率的对比比较26-27
• 2.2.1.1 系统运行CODCr去除率变化情况26
• 2.2.1.2 每一周期CODCr变化规律26-27
• 2.2.2 氨氮去除率的对比比较27-29
• 2.2.2.1 系统运行氨氮去除率变化情况27-28
• 2.2.2.2 每一周期氨氮变化规律28-29
• 2.2.3 总氮去除率的比较29-30
• 2.2.4 总磷去除率的比较30-31
• 2.3 蛭石-SBR系统影响因素分析31-38
• 2.3.1 温度对处理效果的影响31-32
• 2.3.2 pH对处理效果的影响32-34
• 2.3.3 曝气量对处理效果的影响34-35
• 2.3.4 有机负荷对处理效果的影响35-37
• 2.3.5 C／N比值对处理效果的影响37-38
• 2.4 蛭石在生物絮凝吸附强化一级处理中的应用38-39
• 2.4.1 对有机物的去除比较38
• 2.4.2 对氨氮的去除比较38-39
• 2.4.3 对SS的去除39
• 2.5 蛭石-生物絮凝吸附强化一级处理反应系统影响因素分析39-41
• 2.5.1 吸附反应时间对吸附效果的影响39-40
• 2.5.2 再生曝气时间对活性污泥吸附性能的影响40-41
• 2.5.3 温度对吸附反应的影响41
• 3 结论与建议41-44
• 3.1 主要研究结果41-42
• 3.2 本研究的创新之处42
• 3.3 存在问题及对以后研究方向的建议42-44
• 参考文献44-49
• ABSTRACT49-51
• 致谢51

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