组合填料SBBR工艺处理污染河水研究
本论文在序列间歇式反应器(SBR)中添加组合纤维填料(ZH组合填料),构成序批式生物膜法反应器(SBBR),以传统SBR工艺为对照,研究SBBR工艺对污染河水的净化效果,重点考察了不同运行条件对CODCr、硝态氮和总氮去除的影响。主要研究内容分为三部分,一是通过正交试验,确定反应器的最佳运行模式;二是反应器运行影响因素研究,研究不同进水硝态氮浓度、pH值、C/N比以及低温条件下,两反应器处理污染河水的效果及污染物去除特性;三是反应器污泥活性分析,研究反应器中成熟污泥的亚硝化活性、硝化活性和反硝化活性,初步探讨反应器的脱氮特性。通过研究得到如下结论:
(1)正交试验得出的理论分析结合实际运行情况,选定两工艺的最佳运行模式为进水10 min,缺氧搅拌4 h,好氧曝气1 h,后缺氧搅拌2 h,沉淀排水50min。在最佳运行模式下,SBR工艺和SBBR工艺对CODCr的去除率分别为97.28％和96.57％,硝态氮去除率分别为99.91％和99.74％,总氮去除率分别为99.51％和99.24％。
(2)进水硝态氮浓度升高对两反应器CODCr的去除率影响很小,对硝态氮和总氮的去除率影响较大。在进水硝态氮浓度较高的情况下,SBBR工艺的处理效率和运行稳定性远高于SBR工艺。
改变进水硝态氮浓度时,同一反应器各运行周期内氮转化和CODCr去除的总体趋势和规律相近。随进水硝态氮浓度升高,运行周期内亚硝态氮积累量增加,SBR中亚硝酸盐的积累量高于SBBR。由CODCr的初期快速吸附情况可以看出附着生物膜对CODCr的吸附活性低于悬浮污泥。
(3)SBR和SBBR对CODCr去除率均在进水pH值为8.0时最高,6.0时最低。对硝态氮和总氮的去除率均在进水pH值为7.0时最高,9.0时最低。SBR工艺受进水pH值的影响较SBBR工艺稍为明显。
进水pH值影响反硝化过程中亚硝态氮积累段的NO3--N还原速率、NO2--N积累速率和NO2--N还原速率。两个反应器在不同的进水pH值条件下,一个运行周期内混合液的pH值变化趋势相似,都是先升高,后略有降低,且变化范围较小,有利于保持较高的处理效率。
(4)保持进水pH=7.0的条件下,C/N比的降低对两反应器CODCr去除率影响均不大;随着C/N比从5.4降至2.7,两反应器出水硝态氮和总氮浓度均呈大幅升高趋势;C/N比由5.4升高到8.4时,两反应器的氮去除率并未提高。总体来看,SBBR工艺比SBR工艺脱氮率高,在C/N比为2.7时,SBBR工艺去除硝态氮和总氮的优势更为明显。
(5)在低温(10℃)条件下,SBBR工艺CODCr和氮去除率均未明显降低;SBR工艺CODCr去除率略有降低,出水亚硝态氮大量积累,硝态氮和总氮的去除率显著降低。
(6)两反应器污泥的反硝化活性远大于硝化活性和亚硝化活性,可能是由于反应器处理硝态氮含量高的废水,长期保持缺氧为主的运行方式,反硝化细菌比硝化细菌得到了更有效的富集。运行过程中,SBR工艺对亚硝态氮的积累比SBBR工艺更明显,分析反硝化活性时,仅以硝态氮的降解量计算反硝化速率是不合适的,应以硝态氮和亚硝态氮总量的变化衡量反硝化活性。
污染河水处理;组合填料;序列间歇式反应器;CODCr去除;脱氮;污泥活性
中国海洋大学
硕士
环境工程
祭宗莲
2011
中文
X522;TQ052.5
70
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）