四級(jí)三相式生物流化床分段進(jìn)水工藝脫氮效能研究.pdf

1、分段進(jìn)水脫氮工藝是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者較為關(guān)注的一項(xiàng)新興的污水處理技術(shù)。本研究將生物流化床的理念引入到分段進(jìn)水脫氮工藝中，將分段進(jìn)水工藝與生物膜法相結(jié)合，使該系統(tǒng)具備高效脫氮、節(jié)省內(nèi)回流設(shè)施、無(wú)需外加碳源、提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力及增加系統(tǒng)生物量等優(yōu)點(diǎn)，并通過理論分析、試驗(yàn)研究及模型推導(dǎo)等手段，對(duì)流化床分段進(jìn)水工藝的脫氮效能進(jìn)行深入的研究。該工藝所具有的較高的脫氮效能及簡(jiǎn)單靈活的操作方式，使其適宜作為對(duì)原有污水處理廠的提標(biāo)改造及對(duì)脫氮效能有較

2、高要求的新污水處理廠的建造方案。
　　本研究通過對(duì)四級(jí)三相式生物流化床分段進(jìn)水工藝的啟動(dòng)及運(yùn)行，得出該工藝具有較好的脫氮效能及對(duì)有機(jī)物的去除能力，并通過試驗(yàn)證明了在相同進(jìn)水水質(zhì)和運(yùn)行條件下，四級(jí)三相式生物流化床分段進(jìn)水工藝的脫氮效能要高于流化床A/O工藝。在等比例進(jìn)水條件下，改變進(jìn)水碳氮比、水力停留時(shí)間、碳源類型及污泥回流比，系統(tǒng)均表現(xiàn)出較好的脫氮效能，TN去除率最高可達(dá)88.9％，且好氧區(qū)出現(xiàn)了明顯的同步硝化反硝化現(xiàn)象，并從進(jìn)水

3、方式和生物膜結(jié)合的角度分析了該工藝的脫氮機(jī)理。
　　在考察流量分配對(duì)于系統(tǒng)脫氮效能的影響時(shí)，通過理論推導(dǎo)，得出了碳氮比與最佳進(jìn)水分流比的關(guān)系，計(jì)算出當(dāng)碳氮比為4、6、8、10、12時(shí)，對(duì)應(yīng)的最佳進(jìn)水分流比分別為0.59、0.88、1.18、1.47和1.76，并且計(jì)算出各最佳進(jìn)水分流比對(duì)應(yīng)的理論脫氮率。從理論和試驗(yàn)角度，分析了采用最佳進(jìn)水分流比在系統(tǒng)脫氮效能上體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。通過試驗(yàn)驗(yàn)證了進(jìn)水分流比對(duì)于系統(tǒng)脫氮效能、硝化及反硝化性能的

4、影響。不同進(jìn)水分流比條件下，系統(tǒng)對(duì)于氨氮的去除率均達(dá)到93.4%以上。隨著進(jìn)水分流比的增加，系統(tǒng)所能達(dá)到的總氮去除率也隨之增加，最高可達(dá)92.6%。在不同進(jìn)水分流比條件下，好氧區(qū)硝化速率的變化趨勢(shì)是沿程降低的，且進(jìn)水分流比越大，這種降低的趨勢(shì)越快。在進(jìn)水分流比較低情況下，反硝化反應(yīng)會(huì)受到碳源的影響，在進(jìn)水分流比較高情況下，出水硝酸鹽氮主要來(lái)自于最末段進(jìn)水。因此采用較高的進(jìn)水分流比利于提高系統(tǒng)的脫氮效能。
　　在四級(jí)三相式生物流化床

5、分段進(jìn)水工藝影響因素的分析中，還考察了缺好氧區(qū)容積比例、污泥回流比、溶解氧濃度及填料填充率這幾種因素。試驗(yàn)結(jié)果表明：在采用最佳進(jìn)水分流比的前提下，盡量擴(kuò)大缺氧區(qū)所占容積可以增強(qiáng)系統(tǒng)反硝化性能，從而提高 TN去除率；污泥回流比對(duì)于系統(tǒng)脫氮效能的影響并不顯著，從節(jié)能低碳的角度考慮，50%的回流比較為合適；將好氧區(qū)溶解氧濃度控制在1.5～2.0mg/L，可以在保證脫氮效能的前提下，減弱溶解氧對(duì)反硝化作用的影響；兼顧運(yùn)行效果和填料的一次性投加費(fèi)

6、用，30%的填充率是比較合適的。
　　采用顯微鏡及掃描電鏡技術(shù)，觀察系統(tǒng)啟動(dòng)及正式運(yùn)行階段活性污泥及生物膜的微生物組成和形態(tài)特征，并分析了反應(yīng)器內(nèi)的微生物特性及微生物固定化機(jī)理。四級(jí)三相式生物流化床分段進(jìn)水工藝的生物相較為豐富，該系統(tǒng)表現(xiàn)出較高的生物活性，且污泥產(chǎn)率僅在0.136～0.311kgMLSS/kgCOD之間變化，低于常規(guī)活性污泥法工藝。
　　最后，以經(jīng)典活性污泥法動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，對(duì)四級(jí)三相式生物流化床分段進(jìn)水工