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分段进水生物脱氮工艺性能的研究

吴淑云  
【摘要】: 水体“富营养化”问题的日益严峻,污水排放标准的不断紧缩,使以控制富营养化为目的的脱氮除磷成为当今污水处理研究领域的热点之一。对于磷元素,尽管生物除磷具有一定的不稳定性,但采用传统工艺进行除磷后投加化学药剂可保证出水总磷为零。对于氮元素,采用膜法投资,运行费用大,更重要的是NH3、NO2具有与H2O相近的分子量会随H2O一起透过膜,所以只能采用生物法脱氮,但是传统的生物脱氮工艺脱氮率低。于是重点是如何进行深度脱氮,选用具有较高脱氮率的生物脱氮工艺进行优化,改良。分段进水活性污泥系统是国外近年来新开发并广泛研究的生物脱氮工艺。工艺具有较高的脱氮效率、无需内循环、较长污泥龄等优点。 为了促进分段进水生物脱氮工艺的研究发展,以模拟生活污水为处理对象,首次全面系统地对分段进水生物脱氮工艺的运行特性进行了较详尽的基础研究。 首先针对分段进水生物脱氮工艺具有较高的脱氮率,根据物料平衡方程重新推导得出分段进水生物脱氮工艺的最高理论脱氮率公式,并设计试验验证其正确性。最高理论脱氮率应满足上一段硝化产生的硝酸盐在下一段完全反硝化掉,即不产生硝酸盐的积累且最后一段的进水流量最小。 探讨了进水流量分配对工艺除氮效果的影响。在一定污泥浓度下,每一段硝化产生的硝态氮反硝化所需要的碳源由下一段进水提供。因此在某一C/N比条件下,相邻两段流量间必然存在一个流量比值λ能够满足由上一段硝化产生的硝态氮在下一段缺氧区中刚好完全反硝化掉。如果仅调整流量分配而不调整各段的容积以及每段中缺氧区与好氧区的容积不能保证每一段的硝化反应进行完全;另外在较高的流量分配系数的条件下运行时会造成某些段的负荷过高,导致污泥膨胀。针对以上问题,除了确定流量分配,还需对各段的容积分配及每一段中缺氧区与好氧区的容积分配进行研究。经反复试验,得到了在不同进水C/N比条件下工艺所能达到的最大进水流量分配系数,及其相应的容积的分配。得出最大流量分配系数与进水C/N比以及脱氮率之间关系的数学表达式,为提高工艺脱氮效率的优化控制运行提供了理论基础。 溶解氧浓度是分段进水生物脱氮工艺的一个主要控制因素。由于耗氧速率的差异,需平衡各段的耗氧速率和供氧速率,避免前段溶解氧过低,引起


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