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序批式生物膜—颗粒污泥系统同步脱氮除磷研究

穆德颖  
【摘要】: 水是生命中不可缺少的要素之一。我国工农业生产快速发展、城市化进程逐步加快、人民生活水平不断提高,与此同时用水量和污水排放量也急剧增加。由于缺乏有效的污水处理和合理的水资源管理,导致我国大部分水域水质恶化,水生生态系统受到严重破坏,水污染问题日趋突出。目前,水资源缺乏和不合理利用问题日益严重,反过来又成为我国社会经济发展的制约因素,由此可见,我国水污染形势严峻,污水处理任务十分繁重。生活污水的排放逐渐增大,成为最大的水污染问题,其富含的氮,磷等营养物质要从水体中排除,就必须依靠污水的深度处理。研究和开发更节能,更高效的脱氮除磷新工艺是当前该领域的重点和难点。 本研究针对现有的生物脱氮除磷工艺中构架组合繁多、能耗高、不易操作,体系内微生物间基质竞争激烈,泥龄长短不一,难以同时实现较高的脱氮除磷效率,出水水质较差的现象提出了新的工艺组合方式,结合了序批式运行模式,悬浮生物膜载体和颗粒污泥等优势方法,自行设计出IBGS-SBR同步脱氮除磷反应器。 试验结果表明:采取较高温度和较低溶解氧的控制方式,能够快速实现亚硝的累积,并且COD、氨氮的去除率分别在88.1-92.7%和95.0-96.1%之间;实时控制,即利用活性污泥运行中DO和pH变化的规律性来反映生物脱氮的进程是维持稳定的亚硝化型硝化反应的关键;在固定供氧模式下,稳定的短程会在40个周期内迅速转化为全程。确定了在人工强化的挂膜方式下,ZH新型高效生物硝化菌填料为今后IBGS-SBR系统的最优填料。通过试验配水的调整,实现了聚磷菌的富集,并通过增加好氧时间和减少排水前沉降时间完成了其颗粒化过程。通过厌氧-缺氧-好氧和厌氧-缺氧两阶段的驯化,使体系中反硝化聚磷菌不断富集,最终成为优势菌种。 在完成前期准备的各项工作后,对自行设计的反应器进行了阶段性调试,试验数据证明:从整体的工艺操作、反应时间、能量消耗等方面上部好氧,下部缺氧的运行方式具有显著优势,在对生活污水中营养物的去除方面较先厌氧后好氧,最后整体缺氧的运行方式相比也有一定的优势,氨氮的去除率达到83.4%-98.7%,磷的去除率为75.0%-86.7%。根据实际运行中出现的问题,及时对反应器进行调整,使IBGS-SBR系统达到更好的同步脱氮除磷效果。


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