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化学生物絮凝—悬浮填料床处理城市污水试验及机理研究

张志斌  
【摘要】:针对传统的城市污水二级处理工艺存在基建投资大、运行费用高、磷去除效果差的缺点,本研究在中试装置规模上,研制采用化学生物絮凝—悬浮填料床工艺处理上海市低浓度城市污水,对该工艺的运行条件和工艺参数进行了详细的研究;结合烧杯试验,对化学生物絮凝工艺中回流污泥的絮凝性能进行了分析;采用粒度分析、分子量分级和分子生物学手段,并与初沉池、化学强化一级工艺和传统活性污泥法进行对比,对化学生物絮凝工艺的絮凝机理进行了探讨。 分析了化学生物絮凝—悬浮填料床工艺的启动过程,优化了工艺运行参数,结果表明:①化学生物絮凝工艺启动迅速,初期适量接种污泥,5d后即可稳定运行;水温20℃以上时,悬浮填料床自然挂膜时间约25d。②经优化的工艺运行参数如下:化学生物絮凝工艺HRT 35min,PAFC投加量70mg/L,污泥回流比33%,各廊道曝气量分别为6.0m~3/h、3.5m~3/h、0.8m~3/h(气水比分别为3.0、1.8、0.4);悬浮填料床填料填充比50%,HRT 2.7h,气水比2.0:1。在上述工艺条件下,化学生物絮凝工艺对COD_(Cr)、TP和SS的去除率分别达到61.6%、70.9%和76.3%,其容积负荷分别为3.85kg/m~3·d、0.097kg/m~3·d和2.50kg/m~3·d;悬浮填料床对COD_(Cr)、TP和氨氮的去除率分别为42.1%、31.4%和49.7%,氨氮硝化效果较好,其容积负荷为0.058kg NH_4~+/m~3·d,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。③由于生物作用,化学生物絮凝工艺可以取消化学助凝剂PAM的投加,节省约30%的药剂费用;在相同PAFC投加量下,化学生物絮凝工艺对各项污染物的去除效果均显著优于传统的化学强化一级工艺,剩余污泥产量比后者减少10~15%。④冬季低温条件下,化学生物絮凝—悬浮填料床工艺仍实现了较高的污染物去除效果。⑤与传统二级生物处理工艺相比,化学生物絮凝—悬浮填料床工艺具有处理时间短、基建投资省、除磷能力强、动力能耗低的优点。 化学生物絮凝工艺中回流污泥的絮凝性能研究结果表明:①单纯的化学污泥回流并不能提高化学强化一级工艺的污染物处理效果,化学生物絮凝工艺是


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