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《山东师范大学》 2003年
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电极生物膜SBR反硝化脱氮实验研究

郝桂玉  
【摘要】: 本实验以胜华炼油厂二浮池山水为处理对象,以SBR系统为基本处理反应器,将电极生物膜加在SBR反应工序的反硝化阶段,旨在利用SBR反应器加电极生物膜提高反硝化效率,探索高效去除氨氮、硝酸盐氮的新方法和新途径,试验系统稳定运行的实验条件和控制条件以及自动化控制运行的编程和操作,研究系统处理过程中pH参数的变化规律,为实现系统的在线自动模糊控制提供可靠的理论依据。 为了取得较好的总氮去除效果,必须使反硝化反应进行彻底,所以实验工序设计以SBR基本工作原理和运行方式为基础,增加了搅拌阶段以促进反硝化反应,利用单纯SBR(试验了运行参数(总反应周期以及各个反应阶段)的选择情况;检测水质指标(氨氮、总氮、COD、硝氮等)并评价参数的变化规律和特征;根据水质参数降解的程度确定最佳工况并实现在线自动实时控制;试验生物反硝化膜的挂膜方法并获得了成功;在SBR的搅拌阶段单独试验探讨电极生物膜反硝化的最佳微电解条件;总结最高反硝化效率的计算方法;通过单纯性SBR、电极生物膜SBR的并行实验探索反硝化的最高效经济途径和合理运行参数;比较典型周期的pH值的变化曲线,寻找pH曲线与降解反应的契合点,为pH值在线自动控制提供理论依据;总结运行过程中出现的问题并提出了合理的解决对策。 实验结果表明:(1)SBR既是理想的脱除COD的反应器,也是同时脱除氨氮的反应器。在充足的曝气时长得到满足的情况下,脱除COD效率最高可达97%以上;脱除氨氮效率最高可达80%以上。(2)高浓度COD炼化废水中同时脱除COD和氨氮的最佳周期为曝气8~10小时,搅拌4小时,沉淀1小时;低浓度COD炼化废水中活性污泥浓度会因为碳源的不足细胞进行内源呼吸造成污泥浓度的减少,但由于细菌的高度适应性最终会达到一个比较稳定的平衡状态。(3)硝酸盐氮的反硝化作用不能够彻底进行是造成系统总氮脱除率低的关键环节,因此,提高反硝化效率是使总氮脱除率达到满意效果的关键因素。(4)微电解条件下,SBR反应器中的阴极生物膜反硝化可以取得很好的反硝化效果,直接体现在总氮的脱除效果的明 显提高,总氮脱除效果提高了48个百分点,其中反硝化阶段的反硝化效 果提高了6倍。(5)电极生物膜反硝化反应的适宜反硝化温度在20℃~ 35℃范围内,此条件下,平均反硝化速率按硝氮算增加约0.54mg/L·h, 最佳反峭化温度在:巧℃左右:股手卜为电解条件是电流密度在0.;均mA/cmZ 左右。(6)川设定的11、{I、.}作为参数,采川V}1洲i程j卜.!」.以实现51玉I之法的伶 通自动控制,操作运行方便,}了约劳动资源。(7)在系统在线自动控制中, p卜l在降解过程中的变化特征点能够代表去除有机物和硝化、反硝化过程 起始,可以作为SBR法中过程自动化控制参数。本论文中同时指出了课题 中尚需解决的问题以及拟解决的途径和后续试验方向。 SBR系统污水处理工艺流程简单,造价低,完善其反硝化功能,提高 其脱氮效率,试验系统长期稳定运行的控制条件和自动化控制操作参数, 不仅对炼化废水,对生活废水,城市废水等的处理,都有着非常广‘阔的应 用前景。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X742

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【引证文献】
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