基于固相緩釋碳源技術(shù)的河流強(qiáng)化脫氮處理技術(shù)研究.pdf

1、滇池，位于西南邊陲云南省昆明市境內(nèi)，地處昆明盆地的最低點(diǎn)，具有流域面積小、水資源量少、無(wú)過(guò)境水補(bǔ)給的特點(diǎn)，在近二十年來(lái)，湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重。2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示，滇池是全國(guó)26個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的湖泊(水庫(kù))中唯一一個(gè)屬于重度富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊。
　　幾年來(lái)，國(guó)家在滇池治理上給與了大量的投入，湖體水質(zhì)持續(xù)惡化的趨勢(shì)基本得以遏制，但距離重現(xiàn)“高原明珠”的目標(biāo)仍很遙遠(yuǎn)，湖泊水環(huán)境改善之路依然任重而道遠(yuǎn)。在治理中，如果僅專注于單純的

2、治理湖泊，實(shí)難實(shí)現(xiàn)滇池水質(zhì)的根本好轉(zhuǎn)，本課題本著溯本求源的思路，以滇池污染物負(fù)荷主要來(lái)源之一的新運(yùn)糧河為研究對(duì)象，開展基于固相緩釋碳源技術(shù)的城市型污染河流強(qiáng)化脫氮處理技術(shù)研究，以完成對(duì)總氮指標(biāo)為核心的污染物負(fù)荷消減和河流水體的修復(fù)，形成受污染河流污染負(fù)荷削減的集成技術(shù)與系統(tǒng)控制方案，為滇池流域水環(huán)境的整體改善目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　本研究以微曝氣生物濾床和生物接觸氧化兩種對(duì)比工藝對(duì)河水進(jìn)行先期預(yù)處理，其后進(jìn)入固相反硝化反應(yīng)器

3、，以實(shí)現(xiàn)河水CODcr、氨氮和總氮污染物的綜合去除，并得出以下結(jié)論：
　　(1)在高污染負(fù)荷(CODcr濃度為138～190mg/L)，CODcr負(fù)荷的消減主要在碳氧化階段，碳氧化段完成的CODcr負(fù)荷消減占總消減量的84.17％，而對(duì)于氨氮負(fù)荷的消減主要在硝化階段，在硝化階段完成的氨氮負(fù)荷消減占總消減量的84.17％。
　　(2)在低污染負(fù)荷(CODcr濃度為65～78mg/L)，CODcr、氨氮負(fù)荷的消減并未呈現(xiàn)其在高污

4、染負(fù)荷下的規(guī)律，而是呈現(xiàn)在碳氧化階段、硝化階段消減較為均衡的狀況，兩種污染物在兩個(gè)階段同時(shí)平衡的下降。
　　(3)以聚丁二酸丁二酯(PBS)作為碳源和生物膜載體的固相反硝化反應(yīng)器反硝化速率遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，對(duì)于建立推流式固相反硝化反應(yīng)器在20℃下對(duì)低硝氮濃度污水的反硝化動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)驗(yàn)證證明，反應(yīng)器中硝氮濃度的降低過(guò)程遵循方程：ln(-lnSe/So)=-0.9799×lnL+ln0.006。
　　(4)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)總氮的

5、去除，主要通過(guò)最后階段的固相反硝化反應(yīng)來(lái)完成，總氮總體去除率達(dá)到了49.91％。在曝氣生物濾床工藝四號(hào)池(BAF厭氧+好氧工藝)中，固相反硝化階段消減的NO3-N濃度值是前期普通厭氧段的5.47倍，在相對(duì)反應(yīng)段進(jìn)水的處理率上固相反硝化階段是普通厭氧段的2.73倍。同等條件下，普通厭氧反應(yīng)中的反硝化速率遠(yuǎn)低于固相反硝化反應(yīng)中的速率。
　　(5)水中亞硝氮的濃度，會(huì)隨著硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的進(jìn)行呈現(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)，但在反應(yīng)各過(guò)程中亞硝氮濃

6、度均保持在1.5mg/L，沒(méi)有出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。
　　(6)反應(yīng)中污水pH值呈現(xiàn)出在硝化段下降、反硝化段升高的趨勢(shì)。總體來(lái)看，反應(yīng)中各個(gè)階段pH值都維持在7～8之間，無(wú)需另外調(diào)整酸堿度。
　　(7)對(duì)工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，在處理量為1000m3/d時(shí)，采用微曝氣生物濾床+固相碳源反應(yīng)器工藝處理城市型污染河流，一次性工程投資為36.84萬(wàn)元，單位污水處理量投資為368.4元/m3，單位處理量一次性投資比規(guī)模相當(dāng)?shù)囊话闵锾幚?/p>

7、工藝(340～480元/m3)要低；工藝對(duì)河水處理的運(yùn)行成本約為0.331元/m3。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，實(shí)驗(yàn)提出的的組合工藝--微曝氣生物濾床或生物接觸氧化工藝為預(yù)處理與固相緩釋碳源工藝組合對(duì)低碳氮比新運(yùn)糧河水質(zhì)具有良好的處理效果，對(duì)總氮負(fù)荷的消減具有明顯優(yōu)勢(shì)；且在不同有機(jī)負(fù)荷下，COD和氨氮呈現(xiàn)不同的降解規(guī)律，且反硝化反應(yīng)遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。實(shí)踐證明，這種工藝組合對(duì)于低碳氮比城市型污染河流，是一種高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法，為我國(guó)