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分点进水好氧生物转盘的脱氮过程及动力学研究

张开龙  
【摘要】:氮、磷是造成水体富营养化的主要原因。而传统生物转盘脱氮工艺普遍存在流程较长,占地面积大,基建投资、运行费用高等缺点。论文利用好氧生物转盘进行了生物膜脱氮的试验,在一定进水氨氮浓度下,通过改变进水方式、调整装置运行环境,在同一转盘系统内不仅实现高效去除有机物,且能同时进行硝化反硝化实现高效脱氮。这样就能使系统缩短脱氮历程、节省碳源、降低动力消耗、提高处理能力。主要研究成果如下。 (1)以生物转盘为特征的生物膜反应器,对去除有机碳及氨氮都具有良好的效果。在进水COD盘面负荷为F=8.60g/(m~2·d),进水氨氮分别为为25mg/L、15mg/L、40mg/L时,通过在一、二级转盘分点进水,可使氨转化率提高至90%以上。进水氨氮浓度越高,提高越明显。 (2)分点进水由于使有机物处于整体的低负荷运行,利用硝化菌大量生长促进硝化反应,使氨氧化效果大大提高。但是,如果未设明显的缺氧反应段,依靠在生物膜内创造的缺氧层脱氮是很难控制而且作用也是很微弱的。 (3)利用对末端转盘加封罩,分点进水的办法,创造反硝化异养菌的生存环境,可促进脱氮效率的提高。在进水氨氮为15mg/L、30mg/L、45mg/L的条件下,当进水比调整为3:0:2时,系统的脱氮效率分别由原来的45%、20%、15%增至70%、75%、75%。氨氮浓度越高,提高越明显。 (4)系统的进水比对系统脱氮效率影响较大。是由于第三级转盘的进水不仅提供反硝化所需的碳源,还消耗第三级转盘内的溶解氧,进一步创造缺氧环境,使第三级转盘内的反硝化更彻底。若进水比调整合适,第三级转盘内的溶解氧浓度可保持在1mg/L以下,这样就有利于脱氮的进行。 (5)在单点进水条件下,对COD在转盘系统中的降解反应动力学进行分析,确定了反应速率常数及动力学方程式。最后得到第一级转盘的降解反应动力学方程为C_t=312.7e~(-0.5333t),第二级转盘的降解反应动力学方程为C_t=312.7e~(-0.0759t);第一级转盘的COD降解速率远大于第二级。


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