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电极生物膜—SBR联合法处理城市污水的研究

黄游  
【摘要】: 本文首次将电极生物膜法引入SBR系统对城市污水进行处理,为开发一种水处理新工艺奠定了基础。 传统的SBR工艺具有工艺流程简单、处理效果稳定,占地面积小、耐冲击负荷能力强,操作灵活等优点。但是用于处理低碳、高氮磷的广州地区城市污水,它很难克服厌氧释磷和反硝化之间争夺碳源的矛盾,因而难以在同一反应器中达到高效同步脱氮除磷的目的。 为解决因碳源不足而影响脱氮除磷的问题,强化SBR工艺对氮磷的去除效果,本文采用电极生物膜—SBR联合法处理城市污水,以实现电极生物膜技术和SBR技术的优势互补。 本文先通过工况比较确定电极生物膜—SBR联合法处理废水的工艺条件以及相应的运行控制参数,然后考察其在稳定运行时对各污染物的去除效果和影响因素,并通过电极生物膜—SBR联合法和传统SBR法处理废水的对照实验研究,以探讨该工艺脱氮除磷方面的机理。 实验结果表明,电极生物膜—SBR联合法对CODcr、TN、TP、氨氮都有较高的去除效果。CODcr的去除率在79.8%~90.3%、TN的去除率在63.2%~74.4%、TP的去除率在58.9%~65.7%、氨氮的去除率达72.6%~78.8%。经过1.0h的微电解供氢作用,反硝化率可达75%左右,剩余的硝酸盐浓度几乎不影响厌氧释磷。在脱氮除磷方面,电极生物膜—SBR联合法显示出比SBR法更优的去除效率,TN和TP去除率分别提高9.3%和10.0%。经过对该系统稳定运行期间生物相的观察,污泥呈灰褐色,结构紧密,原生动物的种类十分丰富,全系统运行正常稳定。 在以上实验的基础上,对脱氮除磷的作用机理进行了探讨。在电极生物膜—SBR联合法处理废水时,首先水中的含氮物质在厌氧和好氧的环境下,进行氨化和硝化反应,然后再在缺氧条件下,通过电解的作用,为阴极表面的反硝化菌提供氢进行高效的反硝化反应,从而降低下一周期中厌氧期硝酸盐的浓度,提高聚磷菌的释磷效果,进而达到同步脱氮除磷的目的。 电极生物膜—SBR联合法工艺流程简单,运行管理方便,无需外加碳源,并且不用污泥回流,在去除有机物的同时又能脱氮除磷,是一种高效、经济的污水处理技术。


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