復(fù)合型氧化溝工藝運行效能及氮去除規(guī)律研究.pdf

1、自2015年《水十條》和五大發(fā)展理念相繼提出并成文以來，低碳、環(huán)保、綠色可持續(xù)發(fā)展依然成為國民經(jīng)濟發(fā)展中的核心問題，水污染治理、環(huán)境保護、水資源開發(fā)利用等問題紛紛被提到重要的議程上來。眾所周知，由氮磷超標排放引起的水體富營養(yǎng)化一直是全球共同面臨并亟待解決的環(huán)境問題，其中氮素在全球循環(huán)中的累積會對大氣、水體甚至是人類自身健康產(chǎn)生不利的影響。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國整個污水處理行業(yè)已初成體系，各種污水處理工藝的應(yīng)用也有相當?shù)囊?guī)模。但是，對于

2、城市污水處理這一高能耗行業(yè)，合理能量配置、工藝參數(shù)優(yōu)化以及新老技術(shù)交替等方面的研究仍然有著很重要的實踐意義。
　　氧化溝作為傳統(tǒng)的活性污泥脫氮工藝有著其固有的特點和優(yōu)勢，本文以基于活性污泥-生物膜（IFAS）法的復(fù)合型氧化溝工藝為研究對象，分別研究探討了其工藝特性和在不同調(diào)控因子下的運行效能，分析了污染物降解及SND過程作用機制，旨在為與之相關(guān)工藝的研究提供理論借鑒。并通過批次實驗進一步探索討論了生物脫氮機理，為生物脫氮新技術(shù)的創(chuàng)

3、新和實踐提供了不同思考。
　　通過30多天的啟動試驗成功啟動自行研制改造的復(fù)合型氧化溝裝置，之后綜合考慮分析了曝氣量（G）、回流比（R）和水力負荷（Q）等不同參數(shù)因子對反應(yīng)器運行效能優(yōu)化的影響。通過整體分析系統(tǒng)脫氮除磷及SND效果，宜將曝氣量（G）、回流比（R）和水力負荷（Q）分別調(diào)控為0.4m3/h、100％和0.55m3/m3·h進一步來優(yōu)化調(diào)控效果。在G值為0.4m3/h，底曝為50L/min，減速機轉(zhuǎn)速為100r/min的

4、條件下，裝置取得了比較佳的運行效果，出水COD和NH4+-N的濃度分別為35.8mg/L、1.04mg/L，TN和TP的平均降解率為72.8%和68.4%，最終出水SS也保持在10mg/L以下。
　　在利用復(fù)合裝置處理實際生活污水的試驗過程中，對N素的沿程降解和去除途徑進行優(yōu)化分析。生物脫氮過程中需維持適宜的C/N，本次試驗為2.12~5.56，才能保證硝化反硝化的順利進行。污水中N素的去向主要包括同化作用、傳統(tǒng)硝化/反硝化作用、

5、系統(tǒng)邊界出水和SND等過程，通過優(yōu)化控制臨界DO值，可得最優(yōu)SND%為42.7%，此時TN的去除率為71.7%。
　　對兩相填料區(qū)SND現(xiàn)象及脫氮機理進行探索分析。采用批次2k析因試驗設(shè)計方法，進行異養(yǎng)硝化/好氧反硝化、自養(yǎng)反硝化的因控實驗，并利用統(tǒng)計學分析方法對實驗結(jié)果進行討論。結(jié)果表明：新的微生物菌種對SND過程中N的損失作用非常有限（可忽略），試驗中NH4+-N以及TIN的單位容積反應(yīng)速率間顯著性差異（P<0.05）可解釋為

6、傳統(tǒng)自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌的內(nèi)源呼吸和內(nèi)源反硝化綜合作用的結(jié)果。通過化學計量學和細胞衰減動力學可以對N去除過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化機制作更深入地闡釋，并且可以進一步驗證分析結(jié)果的準確性。
　　通過整個試驗過程及批次析因試驗的探討分析，認為復(fù)合型氧化溝兩相填料區(qū)SND過程可解釋為一種宏觀或者微觀的物理學作用現(xiàn)象。如何通過控制因子實現(xiàn)短程同步硝化反硝化和短程內(nèi)源反硝化，并發(fā)揮其在提高脫氮效能和降低污泥產(chǎn)率等發(fā)面強大的優(yōu)勢，為污水處理新技術(shù)的革新和實踐