四級三相式生物流化床分段進水工藝脫氮效能研究.pdf

1、分段進水脫氮工藝是近年來國內外學者較為關注的一項新興的污水處理技術。本研究將生物流化床的理念引入到分段進水脫氮工藝中，將分段進水工藝與生物膜法相結合，使該系統(tǒng)具備高效脫氮、節(jié)省內回流設施、無需外加碳源、提高系統(tǒng)抗沖擊負荷能力及增加系統(tǒng)生物量等優(yōu)點，并通過理論分析、試驗研究及模型推導等手段，對流化床分段進水工藝的脫氮效能進行深入的研究。該工藝所具有的較高的脫氮效能及簡單靈活的操作方式，使其適宜作為對原有污水處理廠的提標改造及對脫氮效能有較

2、高要求的新污水處理廠的建造方案。
　　本研究通過對四級三相式生物流化床分段進水工藝的啟動及運行，得出該工藝具有較好的脫氮效能及對有機物的去除能力，并通過試驗證明了在相同進水水質和運行條件下，四級三相式生物流化床分段進水工藝的脫氮效能要高于流化床A/O工藝。在等比例進水條件下，改變進水碳氮比、水力停留時間、碳源類型及污泥回流比，系統(tǒng)均表現出較好的脫氮效能，TN去除率最高可達88.9％，且好氧區(qū)出現了明顯的同步硝化反硝化現象，并從進水

3、方式和生物膜結合的角度分析了該工藝的脫氮機理。
　　在考察流量分配對于系統(tǒng)脫氮效能的影響時，通過理論推導，得出了碳氮比與最佳進水分流比的關系，計算出當碳氮比為4、6、8、10、12時，對應的最佳進水分流比分別為0.59、0.88、1.18、1.47和1.76，并且計算出各最佳進水分流比對應的理論脫氮率。從理論和試驗角度，分析了采用最佳進水分流比在系統(tǒng)脫氮效能上體現的優(yōu)勢。通過試驗驗證了進水分流比對于系統(tǒng)脫氮效能、硝化及反硝化性能的

4、影響。不同進水分流比條件下，系統(tǒng)對于氨氮的去除率均達到93.4%以上。隨著進水分流比的增加，系統(tǒng)所能達到的總氮去除率也隨之增加，最高可達92.6%。在不同進水分流比條件下，好氧區(qū)硝化速率的變化趨勢是沿程降低的，且進水分流比越大，這種降低的趨勢越快。在進水分流比較低情況下，反硝化反應會受到碳源的影響，在進水分流比較高情況下，出水硝酸鹽氮主要來自于最末段進水。因此采用較高的進水分流比利于提高系統(tǒng)的脫氮效能。
　　在四級三相式生物流化床

5、分段進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。試驗結果表明：在采用最佳進水分流比的前提下，盡量擴大缺氧區(qū)所占容積可以增強系統(tǒng)反硝化性能，從而提高 TN去除率；污泥回流比對于系統(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，減弱溶解氧對反硝化作用的影響；兼顧運行效果和填料的一次性投加費

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，觀察系統(tǒng)啟動及正式運行階段活性污泥及生物膜的微生物組成和形態(tài)特征，并分析了反應器內的微生物特性及微生物固定化機理。四級三相式生物流化床分段進水工藝的生物相較為豐富，該系統(tǒng)表現出較高的生物活性，且污泥產率僅在0.136～0.311kgMLSS/kgCOD之間變化，低于常規(guī)活性污泥法工藝。
　　最后，以經典活性污泥法動力學模型為基礎，對四級三相式生物流化床分段進水工