（環(huán)境工程專業(yè)論文）分段進(jìn)水a(chǎn)o脫氮工藝中試試驗(yàn)研究與分析.pdf

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 分段進(jìn)水a(chǎn) 0 脫氮工藝中試試驗(yàn)研究與分析 專業(yè)：環(huán)境工程 碩士生：于莉芳 指導(dǎo)教師：彭黨聰教授 摘要 氮是城市污水中的主要營(yíng)養(yǎng)物，如果不經(jīng)處理任意排放會(huì)引起受納水體的富營(yíng)養(yǎng) 化。目前對(duì)城市污水的處理多采用a o 工藝及其變形工藝，但是一般a o 工藝存在內(nèi) 回流比高、水力停留時(shí)間長(zhǎng)、容積利用率低等問(wèn)題，使得運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高。分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝是一種基建投資小、適于老廠改造、運(yùn)行費(fèi)用低的處理技術(shù)，但其在國(guó)內(nèi)的 應(yīng)用研究很少。 本文采用分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝對(duì)西安市城市生活污水進(jìn)行了中試試驗(yàn)研究，考 察分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝對(duì)西安市城市生活污水的適用性、處理能力、運(yùn)行的穩(wěn)定性 以及探討和優(yōu)化反應(yīng)器各部分在脫氮過(guò)程中的作用、功能及主要的運(yùn)行機(jī)理。 試驗(yàn)分兩個(gè)階段進(jìn)行。第1 階段，各段流量分配l l , f n 同( 均為4 0 l h ) ，各級(jí)容積 相等及各級(jí)缺氧區(qū)與好氧區(qū)容積比為1 ：3 ，污泥回流比為5 0 ，總水力停留時(shí)間為9 小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果表明：出水s c o d 1 5 m g l 、t c o d 2 0 鞏昏億t c o d 的平均去除率為 9 2 3 ，s c o d 的平均去除率為8 9 5 ，系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性；系統(tǒng)的出水s s 值一 般不超過(guò)1 0 ：系統(tǒng)硝化比較完全，n h 3 n 平均去除率達(dá)到9 7 8 ；平均出水n 0 3 n 值 為1 0 4 m g l ：t n 平均去除率達(dá)到6 9 1 。第階段，進(jìn)水分配為：4 0 l h 、5 6 l h 、4 8 l h 、1 6l h ，第一級(jí)缺氧區(qū)與好氧區(qū)容積比改變?yōu)閘 ：2 ，其余三級(jí)均為1 ：l ，污泥回流 比為5 0 ，總水力停留時(shí)間為9 小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果表明：t c o d 平均去除率為8 9 8 ， s c o d 平均去除率為8 5 o ；n h 3 n 去除率降低，維持在8 0 左右，且出水n h 3 n 值 不穩(wěn)定；平均出水n 0 3 - n 約為5 m g l ；t n 平均去除率達(dá)到7 3 6 ，t n 去除率有所提 高。 在靜態(tài)試驗(yàn)中測(cè)得的污泥最大比反硝化速率為1 9 6 8 m g n 0 3 n g m l v s s t h ，最大比 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 硝化速率為4 5 5 m g n h 3 - n g m l v s s h ，最大比好氧速率為7 5 9 6 m 9 0 2 g m l v s s h ，污泥 具有較高的活性。 試驗(yàn)結(jié)果表明分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝具有較高的脫氮效率，用于處理西安市城市 污水是可行的。 關(guān)鍵詞：分段進(jìn)水；脫氮；中試；城市污水 論文類型：應(yīng)用基礎(chǔ) i i 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 p i l o ts t u d ya n d a n a l y s i so ns t e p - f e e da n o x i u o x i c a c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s s p e c i a l t y ： e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g n a m e ： y ul i - f a n g i n s t r u c t o r ：p r o f p e n gd a n g c o n g a b s t r a c t s t e p f e e db i o l o g i c a ln u t r i e n tr e m o v a l ( b n r ) h a sl o n gb e e np r o p o s e da so n eo ft h em o s t e f f e c t i v ep r o c e s s e sf o rt h et r e a t m e n to fw a s t e w a t e r sf r o mm u n i c i p a l i t ya n di n d u s t r i e s ， a l t h o u g hs e v e r a ll a b o r a t o r ya n dp i l o ts c a l es t u d i e si nu s a a n de u r o p ed e m o n s t r a t e dt h a tt h e p r o c e s si sc o s t - e f f e c t i v ef o ro l dw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n tu p g r a d i n ga n dn e wp l a n tb u i l d i n g ， t h e r ei ss t i l las h o r t a g ei np l a n td e s i g na n do p e r a t i o ni nc h i n a i nt h i ss t u d y , ap i l o ts c a l ep l a n tw a se m p l o y e da n d o p e r a t e df o rm o r et h a no n ey e a rt o i n v e s t i g a t et h ep r o c e s sp e r f o r m a n c e ，p r o c e s ss t a b i l i t ya n do p e r a t i n gp a r a m e t e r sw i t ha5 0 o fr e t u r na c t i v a t e ds l u d g e ( r a s ) u n d e r9h o u r so fh y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ( h r t ) a n d2 0 d a y so fs l u d g er e t e n t i o nt i m e ( s r t ) t h ee x p e r i m e n ti n c l u d e dt w op h a s e s i np h a s ei ，t h e t a n kl a y o u ti ss y m m e t r i c a la n dt h ev o l u m ei se q u a l ，t h ef e e ds p l i ti se q u a l ( 4 0 l h ) ，a n d v a ，v oi s1 ：3i ne a c hp a s s i np h a s ei i ，e a c hp a s sf l o wr a t ei sc h a n g e dt o4 0 ，5 6 ，4 8 ，1 6 l h a c c o r d i n g l y , a n dt h ev a v oo ft h ef i r s tp a s sw a sc h a n g e dt ol ：2 t h ea v e r a g er e m o v a l e f f i c i e n c i e so ft c o d ，s c o d ，n h 3 n ，t na n dt pc o u l dr e a c ha sh i g ha s9 2 _ 3 ，8 9 5 ， 9 7 8 ，7 3 a n d7 5 r e s p e c t i v e l yi np h a s ei ，a n dr e a c h8 9 8 ，8 5 o ，8 0 a n d7 3 6 r e s p e c t i v e l y i np h a s ei i t h er e s u l t so b t a i n e ds h o w e dt h a ts t e p f e e db n r i se f f i c i e n ta n d c o s t - e f f e c t i v ef o rn i t r o g e na n dp h o s p h o r o u sr e m o v a lf r o mm u n i c i p a lw a s t e w a t e r t h en i t r i f i c a t i o nr a t er e a c h e do 8 1 4 4 4m g n h 3 - n g m l v s s ha n dt h ed e u i t r i f i c a t i o n r a t er e a c h e d3 o l o 5m g n 0 3 - n g m l v s s hi nt h er e c t o r t h em a x i m u ms p e c i f i co x y g e n u p t a k er a t ei s7 5 9 6 m 9 0 2 g m l v s s h ，a m m o n i u mu p t a k er a t ei s4 5 5 m g n h 3 - n g m l v s s h ， n i t r a t eu p t a k er a t ei s 1 9 6 8 m g n 0 3 - n g m l v s s hi nb a t c he x p e r i m e n t t h er e s u l t ss h o w e d l i i 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 t h a tt h em i c r o o r g a n i s m si nt h es y s t e ma r eh i 曲l ya c t i v e i nc o n c l u s i o n ，t h es t e p f e e db n ri sa l la l t e r n a t i v ea n de f f e c t i v et e c h n o l o g yo fn u t r i e n t r e m o v a lf o rm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n t i ti sf e a s i b l ea n dp r a c t i c a lu s i n gs t e p f e e db n r i nt r e a t i n gx i a nm u n i c i p a lw a s t e w a t e r k e y w o r d s ：s t e p f e e d i n g ，n i t r o g e nr e m o v a l ，p i l o t s c a l e ，m u n i c i p a lw a s t e w a t e r 聲明 本人鄭重聲明我所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)卜進(jìn)行的研究 1 ：作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的 地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也f i 包 含本人或其他人在其它單位已申請(qǐng)學(xué)位或?yàn)槠渌猛臼褂眠^(guò)的成果。 與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的所有貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確 的說(shuō)明并表示了謝意。 申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 論文作者簽名：j 薊蔫l i 1 7 7 ：力一r j - ，6 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解西安建筑科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 即；學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)校 口j 。以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或者其它復(fù)制 手段保存論文。 ( 保密的論文在論文解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 論文作者簽名：專而老 導(dǎo)師簽名 將儷 西安建筑科技大學(xué)碩_ _ l 學(xué)位論文 1 緒論 1 1 引言 i 1 1 水體中氨的來(lái)源及其危害 水體中的氮來(lái)源于自然過(guò)程和人類活動(dòng)，但造成水體污染的氮主要是由于人類從 事社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)所引起。氨以有機(jī)氨和無(wú)機(jī)氮兩種彤態(tài)存在于水體中，有機(jī)氨如蛋白 質(zhì)、多肽、氨基酸、尿素等，來(lái)源于生活污水；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的有機(jī)肥料及產(chǎn)生的牲 畜糞便、植物秸稈等廢棄物；制革、印染、食品加工等工業(yè)廢水；漁牧養(yǎng)殖行業(yè)的殘 餌及排泄物等。這些有機(jī)氮經(jīng)微生物分解后轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氮。水體中的無(wú)機(jī)氮是指氨氮、 i 陋硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，三種無(wú)機(jī)氮統(tǒng)稱為氯化合物。他們一部分由有機(jī)氮經(jīng)微生物分解 后轉(zhuǎn)化形成；還有一部分來(lái)自使用無(wú)機(jī)氮肥的農(nóng)田排水和地表徑流，也包括一些工業(yè) 如冶金工業(yè)的煉焦、化肥工業(yè)的氮肥廠排放的廢水等。江亨可、湖泊底鈮沉積物的溶出、 傳統(tǒng)生物二級(jí)處理對(duì)氮的去除竄低下( 僅為2 0 5 0 ) 也是造成水體氮污染的末要原因 之一。 隨著工業(yè)化和城市化程度的不斷提高，世界各國(guó)的污水排放總量不斷增加造成 水環(huán)境嚴(yán)重污染。1 9 9 9 年，我國(guó)城市污水排放量首次超過(guò)了工業(yè)廢水排放量，我國(guó)污 水控制的重點(diǎn)逐步從工業(yè)廢水逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿鞘形鬯甶 。其中以氮、磷等營(yíng)葬物的大 量排放引起的水富營(yíng)養(yǎng)化最為突出，過(guò)多的氮化合物進(jìn)入水體將惡化水體質(zhì)量，影響 漁業(yè)發(fā)展和危害人體健康，囡此。水佐氮污染鶴題正日益受到人 f j 的關(guān)注。 氯污染的主要危害有； ( 1 ) 氨氨消耗水體中酌溶解氧氨氮隨污水排入水體中，會(huì)在硝化菌的作用下，消耗 水中的溶解氧，轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。在這個(gè)過(guò)程中，每氧化1 毫克的n 】h 4 二科要消耗4 5 7 m g 的d o 。在一般城市生活污水中氨氮生物氧化所需氧量約為總需氧量的4 0 。因此在很 多情況下，沒(méi)有硝化反應(yīng)的生物處理將不足以防止受納水體中氧的耗竭l l j 。 ( 2 ) 氪氨與氧作用生成氯胺，并被氧化成氮當(dāng)含有較高濃度氨氮的水體作為水源， 或?qū)钡^高的污水廠出水采用氯進(jìn)行消毒時(shí)，氯與水中的氨作用生成氯氮等，增 大氯的消耗量。因此污水處理廠如果僅處理到氮化程度是不夠的i i j 。 ( 3 ) 氮化合物對(duì)人和生物的毒害作用水體中的n h 3 對(duì)水生生物有毒性影晌，對(duì)多 數(shù)魚類的致毒劑量為2 ，1 1 0 - 2 m g l 、致死劑量為l m g l ，對(duì)人體也有一定的危害，可進(jìn) 數(shù)魚類的致毒劑量為2 ，1 1 0 - 2 m g l 、致死劑量為l m g l ，對(duì)人體也有一定的危害，可進(jìn) 西安建筑科技大學(xué)碩學(xué)位論文 ! m i_ m l i ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! _ | ! ! ! 目| ! ! ! ! 入體內(nèi)合成亞硝基化合物，誘發(fā)癌變。硝酸鹽和亞硝酸鹽有可能轉(zhuǎn)化為亞硝胺，亞硝 胺是致癌、致變和致畸物質(zhì)，對(duì)人體健康有潛在的危害t “。 ( 4 ) 氮是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素之一水體富營(yíng)養(yǎng)化( e u t r o p h i c a t i o n ) 現(xiàn)象是 水體中含有豐富的溶解性營(yíng)養(yǎng)鹽類( 主要是氮、磷) 加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程，在光 照等適宜條件下水體藻類等浮游生物過(guò)量繁殖，而后引起一樣微生物旺盛代謝，耗盡 水體中的溶解氧，使水體變質(zhì)，破壞水體生態(tài)平衡。 富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象不僅在經(jīng)濟(jì)上給我們帶來(lái)?yè)p失，而且短害人體健康。主要表現(xiàn)如下： 1 ) 使水質(zhì)變渾，透明度降低，水體中藻類過(guò)多繁殖使水產(chǎn)生異昧，嚴(yán)重影響其旅游、 觀賞的美學(xué)價(jià)值。 2 ) 許多藻類能分泌有毒、有害物質(zhì)。不僅危害水生動(dòng)物，而且對(duì)人類健康構(gòu)成嚴(yán)重影 u 向。 3 ) 消耗水體中溶解氧使深層水體中的植物光合作用受到限制，使水體中的溶解氧來(lái)源 減少。同時(shí)，藻類死亡后不斷地向湖底沉積，不斷地腐化分解消耗水體的溶解氧。 4 ) - - h 水體呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，水體正常生態(tài)平衡就被破壞，生物神群量出現(xiàn)波動(dòng)， 導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。 1 1 2 我國(guó)水體污染現(xiàn)狀 據(jù)2 0 0 0 年中國(guó)環(huán)境年鑒報(bào)道，我國(guó)1 9 9 9 年污水排放量為4 0 2 億，其中生活污水 排放量為2 0 4 億，首次超過(guò)工業(yè)廢水排放量：城市污水處理率為2 0 5 ，近年來(lái)，國(guó) 家加大了投資力度，目前有3 0 0 多個(gè)城市污水處理廠正在興建，至2 0 1 0 年城市污水處 理率將達(dá)到5 0 左右。但是其中達(dá)標(biāo)的二級(jí)處理率卻比較低，更無(wú)法做到三級(jí)處理， 因而造成我國(guó)水體的嚴(yán)重污染與破壞。我國(guó)的大型淡水湖泊和城市湖泊均達(dá)中度和重 度的富營(yíng)養(yǎng)化污染。如滇池、巢湖都嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化，全湖水質(zhì)為v 類：太湖中度富營(yíng) 養(yǎng)化，湖水為v 類。近岸海域污染也日益嚴(yán)重，1 9 9 8 年我國(guó)海域監(jiān)測(cè)到赤潮2 2 起，其中南海1 0 起，東海5 起，渤海和黃海7 起，對(duì)我國(guó)近海生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)資源造 成嚴(yán)重的破壞【“。從中可以看出我國(guó)水體環(huán)境遭到破環(huán)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家。 1 1 3 氮的控制要求 鑒于廢水中氮的危害，制定更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)是目前世界各國(guó)普遍的發(fā)展趨勢(shì)， 以控制富營(yíng)養(yǎng)化為目的的氮、磷脫除已成為各國(guó)主要的奮斗目標(biāo)f l j 。如德國(guó)要求在1 9 9 5 年8 5 的污水處理廠出水達(dá)到三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，到1 9 9 9 年要求污水廠出水每?jī)尚r(shí)取樣 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 的混臺(tái)水樣至少有8 0 滿足無(wú)機(jī)氮低于5 m g l ；我國(guó)1 9 9 6 年頒布執(zhí)行的污水綜合排放 標(biāo)準(zhǔn)g b 8 9 7 8 1 9 9 6 中對(duì)排入i i i 類以上水域執(zhí)行的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，氨氮的濃度為1 5 m g l ， 對(duì)總氮未作規(guī)定；而2 0 0 2 年開始執(zhí)行的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) g b l 8 9 1 8 - 2 0 0 2 氨氮的排放濃度則減小為8 m g l ，總氮濃度則必須小于2 0 m g l 。 1 1 4 國(guó)內(nèi)脫氨現(xiàn)狀及發(fā)展 我國(guó)從8 0 年代以來(lái)，開始了污水生物脫氮的研究工作，但到目前為止，大部分污 水生物脫氮工藝仍借鑒于國(guó)外的工藝【2 “。盡管且前所采用的各種a o 的改進(jìn)工藝都獲 得了較高的脫氮效率，但同樣普遍存在投資大和運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題。而我國(guó)現(xiàn)階段資 金嚴(yán)重短缺，大部分污水處理工程是靠國(guó)際銀行貸款建立起來(lái)的1 2 6 。這些情況引起我 國(guó)環(huán)保方面的學(xué)者和行政管理人員的極大的重視。提高傳統(tǒng)的活性污泥工藝脫氮除磷 的效果，開創(chuàng)新型的可持續(xù)發(fā)展污水處理工藝以解決我國(guó)日益嚴(yán)重的水污染問(wèn)題，在 我國(guó)現(xiàn)階段無(wú)論從資金節(jié)省、污水處理效果、開創(chuàng)我國(guó)優(yōu)化的污水脫氮除磷新工藝等 方面匍；有重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義1 2 ”。 西安市近期擬建設(shè)第四污水處理廠和袁樂(lè)村污水處理廠，在其可行性研究報(bào)告中 提出的方案為a o 工藝，此外，我國(guó)于2 0 0 2 年新頒布的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)g b l 9 7 8 - 2 0 0 2 中對(duì)氮的排放規(guī)定了更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究探討高效低耗 的生物脫氮工藝對(duì)西安市未來(lái)的污水處理廠建設(shè)具有非常重大的意義。本課題就是在 這樣的背景下提出的，以期開發(fā)出較為經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用的生物脫氮工藝。 1 2 生物脫氨工藝的發(fā)展 從廢水中脫氮的方法有許多種，如吹脫法、折點(diǎn)氯化法、離子交換法和生物化學(xué) 法。但且前普遍認(rèn)為生物化學(xué)法是城市污水脫氮最為經(jīng)濟(jì)和有效的方法。 廢水生物脫氮工藝的研究開始于1 9 3 0 年，w u h r m a n n 確認(rèn)在生物濾池內(nèi)發(fā)生了硝 化反應(yīng)，并建立了“脫氮菌還原硝酸鹽作為供氫體有效利用細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的生物脫氮法”， 并開發(fā)了w u h r m a n n 處理法，這種脫氮法不需要外加有機(jī)碳源，但是由于反硝化速率 較慢，處理設(shè)備體積較大，而且出水s s 濃度高，難于實(shí)用，但w u h r m a n n 工藝是單級(jí) 活性污泥脫氮系統(tǒng)的先驅(qū)【l j 。 1 9 6 0 年b r i n g m a n n 提出“利用城市污水的有機(jī)物作為反硝化細(xì)菌代謝反應(yīng)所需要 的有機(jī)碳源”，開創(chuàng)了b r i n g m m m 脫氮法。這種脫氮方法反應(yīng)速率快，其缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi) 用較高，而且若有機(jī)物投加量過(guò)少或過(guò)多，則會(huì)導(dǎo)致脫氮反應(yīng)不完全或殘留有機(jī)物， 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 i l l 使出水水質(zhì)惡化【| 1 。 1 9 6 2 年l u z a e k 和e t t i n g e r 首先發(fā)明了缺氧一好氧工藝( 又稱a j o 工藝) 。生物脫 氮是由硝化和反硝化兩個(gè)生化過(guò)程完成的，污水先在好氧池( o x i c ) 中進(jìn)行硝化，使 含氮有機(jī)物被有機(jī)物分解成氨，氨進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，然后在缺氧池中進(jìn)行反硝化。 硝態(tài)氮還原成氮?dú)庖绯?。至此，生物脫氮工藝得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和完善。b a r n a r d 于1 9 7 3 年對(duì)a o 工藝進(jìn)行了重大改進(jìn)( 增加了內(nèi)回流) ，從而使a o 工藝進(jìn)入了工業(yè)化實(shí)用 階段，其后相繼出現(xiàn)了o r b a l 、b a r d e n p h o 、u c t 、s b r 、s h a r o n 、o l a n d 工藝 等，并被廣泛應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水中的營(yíng)養(yǎng)物的去除。這些工藝從碳源來(lái)分， 可分為外碳源工藝和內(nèi)碳源工藝：從硝化和反硝化過(guò)程在工藝流程中的位置來(lái)分，可 以分為傳統(tǒng)工藝和前置反硝化工藝；從處理工藝中微生物的狀態(tài)來(lái)分，可以分為懸浮 生長(zhǎng)型和附著生長(zhǎng)型。 1 2 1a o 工藝 a o 生物脫氮工藝是8 0 年代初開創(chuàng)的工藝流程，其主要特點(diǎn)是將反硝化反應(yīng)器置 放在系統(tǒng)之首，故又稱“前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)”。其中前置反硝化在缺氧( a n o x i c ) 條件下運(yùn)行，含碳有機(jī)物的去除、含氮有機(jī)物的氨化和氨氮的硝化在好氧( o x i e ) 條 件下運(yùn)行。系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，毋需外加碳源，建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用較低。但其不足的是 出水含硝態(tài)氮，這樣會(huì)在二沉池進(jìn)行反硝化，產(chǎn)生的氮?dú)鈺?huì)導(dǎo)致二沉池污泥上浮等問(wèn) 題，從而導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化吲。 1 2 2 改良的l u d z a c k - e t t i n g e r ( m l e ) 工藝 1 9 7 3 年b a m a r d 提出改良型l u d z a c k e t t i n g e r 工藝( m l e ) ( 見圖l 1 ) 。該工藝是 一種有回流的前置反硝化生物脫氮工藝流程，由于增加了好氧池混合液的內(nèi)回流，提 高了系統(tǒng)的脫氮效率。但是要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，這樣會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi) 用增加，而且內(nèi)循環(huán)液帶入大量的溶解氧使得反硝化反應(yīng)器內(nèi)難于保持缺氧環(huán)境，影 響反硝化【j 7 1 。 混合液回流 污泥回流 l 剩余污罌 圖1 1 改良的l u d z a c k e t t i n g e r ( m l e ) 工藝 4 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 2 3 b a r d e n p h o 工藝 1 9 7 3 年b a m a r d 等提出在m l e 工藝好氧池后再增加一個(gè)缺氧池和好氧池。如圖 1 2 所示的這種工藝流程稱為四階段b a r d e n p h o 工藝。 混合液回流( 4 0 0 ) 圖1 2 四階段b a r d e n p h o 脫氮工藝 四階段b a r d e n p h o 工藝中污水首先進(jìn)入第一缺氧池完成反硝化脫氮，第一好氧池 完成含碳有機(jī)物氧化、含氮有機(jī)物氨化和硝化，同時(shí)吹脫氮?dú)?，除氮率達(dá)到7 0 。第 二缺氧池反硝化菌利用混合液中內(nèi)源代謝物質(zhì)進(jìn)一步進(jìn)行反硝化脫氮，第二好氧池吹 脫反硝化產(chǎn)生的氮?dú)鈴亩纳莆勰喑两堤匦?。該工藝脫氦率高，但缺氧池?nèi)釋磷受影 響，除磷效果不明顯f 3 0 川。 在四階段b a r d e n p h o 工藝流程前段再增加一個(gè)厭氧池，稱為五階段b a r d e n p h o 脫 氮除磷工藝( 圖1 3 ) ，如無(wú)除磷要求，工藝前段的厭氧池也可作為生物選擇器( s e l e c t o r ) 抑制絲狀菌的繁殖。是以高效率同步脫氮除磷為目的的一項(xiàng)技術(shù)。該工藝反硝化過(guò)程 中利用的碳源來(lái)源于原污水中的含碳有機(jī)物和細(xì)菌的內(nèi)源代謝產(chǎn)物。 五階段b a r d e n p h o 脫氮除磷工藝效果好，但是工藝流程長(zhǎng)、構(gòu)筑物較多、管理復(fù) 雜。即孔3 7 1 混合液回流( 4 0 0 ) 圖1 3 五階段b a r d e n p h o 脫氨工藝 1 2 4 氧化溝工藝 氧化溝工藝的脫氮除磷主要利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)， 使溝內(nèi)產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)。從而達(dá)到脫氮除磷的目的。美國(guó)鹽 湖市e i m c o 設(shè)備公司開發(fā)的c a r r o s e l 氧化溝2 0 0 0 型，采用內(nèi)部前置反硝化，回流至 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 反硝化區(qū)的混合液可用閥門調(diào)節(jié)，可達(dá)到較好的脫氮效果瞄。 1 2 5s h a 砌) n 、o l a n d 工藝 s h a r o n 工藝( s i n g l er e a c t o rf o rh i g ha c t i v i t ya m m o n i ar e m o v a lo v e rn i t r i t e ) 是由 荷蘭d e l f t 技術(shù)大學(xué)開發(fā)的生物脫氮工藝。其基本原理為短程硝化反硝化，即將氨氮 氧化控制在亞硝化階段，然后進(jìn)行反硝化。該工藝?yán)孟趸蛠喯趸牟煌L(zhǎng) 速率，即在較高溫度下，氨氧化菌的生長(zhǎng)速率明顯低于亞硝酸氧化菌的生長(zhǎng)速率。因 此，在完全混合反應(yīng)器中通過(guò)控制溫度和停留時(shí)聞，可以將硝化菌從反應(yīng)器洗出( w a s h o u t ) 。同時(shí)通過(guò)間歇曝氣，可以達(dá)到反硝化的目的。 o l a n d 工藝( o x y g e nl i m i t e da u t o t r o p h i cn i t r i f i c a t i o nd e n l f i f i c a t i o n ) 由比利時(shí) c _ r e n t 微生物實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。這項(xiàng)工藝的關(guān)鍵是控制溶解氧，使硝化過(guò)程僅進(jìn)行到n h 4 + 被氧化到n 0 2 - 階段，由于缺乏電子受體，由n h 4 + 氧化產(chǎn)生的n 0 2 氧化未能反應(yīng)n h 4 + 形成n 2 。該反應(yīng)機(jī)理是由亞硝化菌催化的n 0 2 的歧化反應(yīng)【3 ”。 1 2 6 好氧與缺氧交替活性污泥法a a a 工藝 a a a ( a l t e r n a t i n go x i c a n o x i c ) 工藝是一種新的污水處理方法，它主要是通過(guò)曝 氣機(jī)反復(fù)開停，使系統(tǒng)交替處于好氧缺氧狀態(tài)，進(jìn)行硝化反硝化，在脫氮的同時(shí)又避 免d h 值降低。該工藝由于在缺氧段可以有效地從硝酸鹽中獲得電子，并且由于在缺氧 向好氧工況改變期，氧的傳遞速率高，具有能耗低的優(yōu)點(diǎn)。在有氧條件下，微生物細(xì) 胞內(nèi)有一定數(shù)量的氫核和電子載體參與有機(jī)碳的氧化，這些反應(yīng)所釋放出來(lái)的能量一 部分以熱量的形式散發(fā)，另一部分被氧化成三磷酸腺苷( a t p ) ，故污泥產(chǎn)率較常規(guī)活 性污泥低?！? j 1 3 分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氨工藝 1 3 1 工藝的提出 由1 2 節(jié)可知，目前廣泛應(yīng)用的脫氮除磷工藝在污水脫氮除磷方面起到了很大的作 用，但也存在一些明顯的缺點(diǎn)，如工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高。由于硝 化菌世代周期長(zhǎng)，硝化菌群增殖速度慢，難以維持較高的生物濃度，從而造成系統(tǒng)總 水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，有機(jī)負(fù)荷較低，需要較大的曝氣池增加了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用； 硝化過(guò)程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增n t 處理費(fèi)用，而且還可能造成二次 污染；為維持較高的脫氮效果，必須同時(shí)進(jìn)行污泥回流和挑大硝化滾的循環(huán)比，增加 動(dòng)力消耗及運(yùn)行費(fèi)用等等。這些缺點(diǎn)大大制約了這些污水脫氮除磷處理工藝的廣泛應(yīng) 6 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 用。其根本原因是工藝自身存在定的缺陷，即內(nèi)回流比較大而且需要外加碳源和補(bǔ) 充堿度1 1 如3 1 ”。 為了解決上述等問(wèn)題，d e m u y n c ke t a l ( 1 9 9 4 ) 、l r v i n e a n dk e t c h u m ( 1 9 8 9 ) 和j o n e se t a l ( 1 9 9 0 ) 等提出了用多級(jí)短時(shí)好氧與缺氧重復(fù)操作來(lái)替代單級(jí)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)好氧和缺氧操 作，即好氧與缺氧交替活性污泥法( a l t e r n a t i n go x i c a n o x i c ，a a a ) 工藝。在此基礎(chǔ)上， a t v ( 1 9 9 7 ) 和k a y s e r ( 1 9 9 5 ) 提出將進(jìn)水負(fù)荷分成若干等份，分別進(jìn)入各級(jí)缺氧段，形 成分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝( s t e p f e e da n o x i e - o x i ca c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s ，s a o a s p ) 。 7 i 1 3 2 工藝流程簡(jiǎn)介 i n f l u e n t ( q ) 圖1 4 分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝流程示意圖 典型的分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝流程如圖1 4 所示，缺氧池與好氧池相連形成一個(gè) 單元( 段) ，通常分段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝由2 一段組成，各池均采用完全混合式。進(jìn)水按一 定比例依次進(jìn)入各級(jí)缺氧區(qū)，回流污泥在第一段缺氧區(qū)進(jìn)入。由于硝化液是由各段的 好氧區(qū)直接流入下一段的缺氧區(qū)，并以下級(jí)進(jìn)水中的有機(jī)物為有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化， 一般不需設(shè)內(nèi)回流系統(tǒng)| 2 6 1 , 1 3 3 工藝的研究現(xiàn)狀 針對(duì)傳統(tǒng)a o 存在的缺陷，近年來(lái)國(guó)外加速開發(fā)了分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮生物除磷脫 氮工藝。l e s o u e f e t a l 利用數(shù)學(xué)模型模擬了三段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝，指出與前置反硝化 系統(tǒng)相比，可以節(jié)約近2 0 水力停留時(shí)間1 2 1 。f u j i ie ta l 對(duì)二段迸水a(chǎn) o 脫氮工藝進(jìn) 行了中試研究，指出三級(jí)工藝有可能在最小反應(yīng)器容積的條件下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的處理效果 1 2 0 l 。g o r g u ne ta l 等對(duì)該工藝設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要參數(shù)容積比和流量比作了詳細(xì)的論 述，指 玨原水水質(zhì)和c n 比對(duì)工藝設(shè)計(jì)有顯著的影響【l o l 。l a r e ae ta t 對(duì)三段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝進(jìn)行了中試研究，得出了在較小h r t 條件下，最優(yōu)流量分配比的范圍和影響反應(yīng) 器內(nèi)各池容積分配比的因素1 7 1 。 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 3 4 應(yīng)用 ( 1 ) 美國(guó)n e wy 0 r k 的t a l l m a n 島污水處理廠 為防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)對(duì)水體的污染，紐約市環(huán)境保護(hù)局對(duì)采用分段進(jìn)水生物脫氮工藝 至為重視，1 9 9 1 年在轄區(qū)的t a l l m a n 島污水處理廠( 水量為9 4 ，6 0 0 m 3 ) 將原有傳統(tǒng)的 階段曝氣系統(tǒng)改造為四段進(jìn)水生物脫氮工藝，第1 、2 段的缺氧區(qū)容積比為2 5 、5 0 ， 第3 、4 段的缺氧區(qū)容積比均為2 5 ，進(jìn)行了多點(diǎn)進(jìn)水的多級(jí)硝化反硝化可行性示范研 究。并于2 0 0 0 年開始，對(duì)其處理能力和性能進(jìn)行歷時(shí)9 個(gè)月的連續(xù)檢測(cè)和評(píng)估。 該廠的進(jìn)水s s 為6 0 m g l 、c o d 為1 5 8 m g l 、t k n 為2 1 1 m g l 、n i l 4 + - n 為1 5 7 m g l 、p h 為7 5 、堿度為9 6 m g l ( 以c a c 0 3 計(jì)) 、泥齡為1 3 - 1 6 d ，理論h r t 為4 1 h 、 m l s s 平均為2 0 0 0 m g l ，污泥回流比為5 0 。 檢測(cè)結(jié)果表明，硝化程度隨水溫的增加而提高，夏季接近完全硝化，終沉池出水 氨氮濃度小于l m g l 。檢測(cè)工作歷經(jīng)冬夏兩季，終沉池硝酸鹽含量都較高。從反硝化 情況來(lái)看，冬季1 5 。c 時(shí)的反硝化率平均為6 8 ，而夏季2 4 。c 時(shí)的反硝化效率平均為 6 4 ，從而表明反硝化過(guò)程受到反應(yīng)時(shí)間和降解碳源不足的限制。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知， 分段進(jìn)水的生物脫氮系統(tǒng)脫氮效率高，處理過(guò)程穩(wěn)定可靠，是一種可取的優(yōu)化工藝【蚓。 ( 2 ) a r c h i e e i l e d g e 污水處理廠 a r c h i ee l l e d g e 污水處理廠是由w i n s t o n - s a l e r r g f o r s y t hc o u n t yu t i l i t i e sc o m m i s s i o n 擁有并運(yùn)行的一座污水處理廠，是w i n s t o n - s a l e m 地區(qū)的兩大污水處理廠之一。該廠由 于有機(jī)負(fù)荷過(guò)高、溶解氧過(guò)低而出現(xiàn)周期性的污泥膨脹現(xiàn)象，這要求要大量增加曝氣 池后段曝氣量，為降低能耗且保持較高的工藝運(yùn)行性能，該廠于9 0 年代末將其原有的 傳統(tǒng)活性污泥法改造成為四段迸水a(chǎn) o 工藝，并在前端增設(shè)一個(gè)厭氧選擇器。 利用模擬軟件對(duì)進(jìn)水分配比依次為3 0 、2 4 、2 3 、2 3 進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果表 明，在該工況下的運(yùn)行能耗比改造前可節(jié)省2 9 。在2 0 0 1 年7 月至9 月的實(shí)際運(yùn)行過(guò) 程的檢測(cè)中，該廠的出水t n 濃度為5 3 m g l ，去除率為8 5 ：出水t p 濃度為1 s m g 1 ， 去除率為7 5 t “l(fā) 。 ( 3 ) 日本島根果夫道湖柬部熟理坍 日本島根果夫道湖柬部妞理埸于1 9 8 1 年4 月開始運(yùn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法。處 理水量為5 4 ，0 0 0 m 3 d 。由于1 9 9 0 年后該區(qū)的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)對(duì)氮、磷的控制要求， 于1 9 9 4 年4 開始采用二段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝( 使用絮凝劑) ，第二級(jí)的分流率為 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 0 - 2 6 ，第一段的內(nèi)循環(huán)比為6 0 9 8 ，第二段的內(nèi)循環(huán)比為6 2 1 2 4 ，污泥回流比 為3 7 。年平均出水t n 濃度由原來(lái)的2 0 m g l 降至7 m g l ；年平均h 水t p 濃度由原 來(lái)的l m g l 降至0 3 m g l 勰1 。 1 3 5 工藝的優(yōu)缺點(diǎn) 美國(guó)n e w y o r k 的t a l h n a n 島污水處理廠進(jìn)行的分段進(jìn)水多級(jí)硝化反硝化可行性示 范研究結(jié)果和其它一些污水處理廠的實(shí)例研究表明，分段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝采用多點(diǎn)進(jìn)水 設(shè)計(jì)，取消了混合液回流等使其具有以下優(yōu)點(diǎn)： t1 ) 節(jié)約池容，降低投資成本。由于采用多點(diǎn)進(jìn)水，反應(yīng)器前段的污泥濃度較高， 而后段的污泥濃度值較低，但反應(yīng)器整體平均污泥濃度高，因此，可以節(jié)約反應(yīng)器的 池容，降低投資成本俐。 ( 2 ) 系統(tǒng)的s r t 比相同池容的推流系統(tǒng)長(zhǎng)，可見分段進(jìn)水系統(tǒng)在不增加反應(yīng)池出 流m l s s 的情況下使污泥齡得以增加，而終沉池的水力負(fù)荷與固體負(fù)荷沒(méi)有變化 2 6 1 。 ( 3 ) 分段迸水a(chǎn) o 工藝可以取消混合液回流，并優(yōu)化反硝化對(duì)廢水中有機(jī)碳源的 利用，減少好氧段的曝氣量，降低運(yùn)行成本h 7 2 6 1 。 ( 4 ) 不需內(nèi)回流。分段迸水a(chǎn) o 工藝的硝化液是由各段的好氧區(qū)直接流入下一段 的缺氧區(qū)，一般不需設(shè)內(nèi)回流系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化了工藝流程【1 9 j 。 ( 5 ) 脫氮效率高。分段進(jìn)水生物脫氮工藝對(duì)氮的去除主要由兩部分組成：剩余污 泥的排放而引起的氮的去除；經(jīng)硝化、反硝化而引起的氮的去除。所以該工藝對(duì)氮的 去除率： = 叩日+ 刁 ( 1 - 1 ) 吁= 口- x q g ( c f o ) ( 1 - 2 ) 在碳源、溶解氧等反硝化、硝化條件良好的情況下，反硝化脫氮部分的去除率為： n - i r l v u = ( 1 一孫) ( q ，q + r ) ( 1 + r ) ( 1 - 3 ) i = 1 式中： 節(jié)。 ：反應(yīng)器的總?cè)コ剩?叩“：剩余污泥的排放而引起的氮的去除； 節(jié)，w ：經(jīng)硝化、反硝化而引起的氮的去除； 9 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 i i i “ ：剩余污泥的含氮率( g n gs s ) ； a ：剩余污泥的m l s s 濃度( e , m 3 ) ： 掣s ：剩余污漉的排放量( m 3 d ) ； 。r n m ：進(jìn)水t - n ( r a g l ) ； q ：進(jìn)水水量( m 3 d ) ： n ：工藝級(jí)數(shù)； 蟛：第i 級(jí)進(jìn)水水量( m 3 d ) 。 由式( 1 - 3 ) 可以看出，反應(yīng)器級(jí)數(shù)越多，回流比越大，脫氮效率越高；而且與常 規(guī)活性污泥脫氮工藝相比，多級(jí)a o 工藝可以在常規(guī)活性污泥回流比下，獲得較高的 脫氮效率( 2 6 2 7 _ 3 3 】。 、6 ) 分段進(jìn)水m o 工藝可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和環(huán)境條件的變化，靈活調(diào)整運(yùn)行方式， 得到預(yù)期的出水效果瑚1 。 t 7 3 由于多點(diǎn)進(jìn)水對(duì)流量的分割作用和較高的污泥濃度，因此在進(jìn)水水質(zhì)和環(huán)境 條件變化時(shí)，出水水質(zhì)有較好的穩(wěn)定性f 2 9 1 。 鑒于分段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝獨(dú)特的特點(diǎn)，一般認(rèn)為該工藝不論對(duì)水處理廠的擴(kuò)建或新 建都適用2 5 、”1 。分段進(jìn)水a(chǎn) o 的出現(xiàn)立即得到廣泛的關(guān)注。因此開發(fā)多點(diǎn)進(jìn)水分段進(jìn) 水a(chǎn) o 工藝對(duì)提高生物脫氮的處理效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 但同時(shí)，分段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝設(shè)計(jì)中存在的難點(diǎn)和運(yùn)行中存在一些問(wèn)題： ( 1 ) 分段進(jìn)水a(chǎn) 0 的最佳工藝參數(shù)( 各段進(jìn)水流量比、各段容積比、回流率、污 泥齡、反應(yīng)器級(jí)數(shù)等) 。這些參數(shù)的確定影響分段進(jìn)水脫氮工藝處理效果的關(guān)鍵3 。l 。 ( 2 ) d o 的攜帶。最大程度地減少各段好氧區(qū)攜帶到下段缺氧區(qū)的d o 含量， 則在剩余d o 的下降過(guò)程中能優(yōu)化缺氧區(qū)的工作狀況和減少已降解碳源的消耗量，這 一問(wèn)題對(duì)于常規(guī)的b n r 系統(tǒng)需要考慮，而對(duì)于分段進(jìn)水系統(tǒng)而言，由于段數(shù)較多，d o 攜帶量的減少顯得更為重要。 3 2 1 ( 3 ) 除磷問(wèn)題。分段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝在正常情況下，污水中的p 的去除途徑主要為 微生物的同化。在p 含量較高的情況下，也可加設(shè)除p 區(qū)，但是經(jīng)過(guò)多段a o ，p 會(huì) 部分地反復(fù)釋放出來(lái)，而且多級(jí)m o 屬于低污泥負(fù)荷范疇，s r t 較其它工藝長(zhǎng)，排泥 量較之傳統(tǒng)工藝要小，p 的去除將受到影響1 2 引。 1 0 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 ( 4 ) 可能存在污泥膨脹問(wèn)題1 3 0 l 。 1 4 本課題的研究目的與內(nèi)容 l 4 1 課題來(lái)源 本課題是西安建筑科技大學(xué)與西安市市政設(shè)計(jì)研究院合作橫向研究課題，以西安 城市生活污水為研究對(duì)象，選擇分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試研究。 1 4 2 本課題的研究目的與意義 由于城市生活污水的成分在時(shí)間和地區(qū)上存在著明顯的差異p ”。多段進(jìn)水a(chǎn) j o 工 藝在各地的適用性及運(yùn)行參數(shù)也存在較大的差異。本試驗(yàn)的目的在于通過(guò)中試試驗(yàn)驗(yàn) 證多段進(jìn)水a(chǎn) o 工藝對(duì)西安市城市生活污水的適用性，探討反應(yīng)器各部分在脫氮過(guò)程 中的作用、功能及主要的運(yùn)行機(jī)理并獲得分段進(jìn)水的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。 本課題不僅具有理論指導(dǎo)意義而且具有實(shí)際工程的開發(fā)前景。本課題著重探討在 保持正常營(yíng)養(yǎng)物的高效去除條件下，分段進(jìn)水a(chǎn) j o 反應(yīng)器的脫氮效率的影響因素及反 應(yīng)器中各部分對(duì)整個(gè)反應(yīng)器脫氮的貢獻(xiàn)，以及在硝化區(qū)和反硝化區(qū)中脫氮過(guò)程的機(jī)理 研究。本課題研究反映了現(xiàn)有生物脫氮除磷工藝的發(fā)展趨勢(shì)，從節(jié)省能源和碳源的情 況下，實(shí)現(xiàn)廢水的高效脫氮除磷，從這兩個(gè)方面著手，與現(xiàn)有的大多數(shù)生物脫氮除磷 工藝相比，具有運(yùn)行費(fèi)用省、占地面積小、易于進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，為在國(guó)內(nèi)廣 泛推廣生物脫氮除磷技術(shù)創(chuàng)造了條件。 1 4 3 本課題的研究?jī)?nèi)容 北石橋污水凈化中心入流水質(zhì)測(cè)定： 探討分段進(jìn)水a(chǎn) d o 工藝的脫氮效果： 分析反應(yīng)器中各組分對(duì)整個(gè)反應(yīng)器脫氮效果的貢獻(xiàn)； 確定分段進(jìn)水a(chǎn) j o 工藝的工藝優(yōu)化條件( 體積比、流量比、回流率、污泥齡、 反應(yīng)器級(jí)數(shù)等) ； 對(duì)分段進(jìn)水a(chǎn) j o 工藝的實(shí)際應(yīng)用提出可行性建議。 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法 2 1 試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)裝置構(gòu)造見示意圖2 1 。 城市污 污水泵 高位水箱多段進(jìn)水a(chǎn) 0 反應(yīng)器 攪拌器曝氣裝置二沉池污泥回流泵 圖2 1 分段進(jìn)水a(chǎn) o 脫氮工藝試驗(yàn)裝置示意圖 試驗(yàn)裝置用有機(jī)玻璃制成，由分段進(jìn)水a(chǎn) o 反應(yīng)器和二沉池組成，反應(yīng)器尺寸 為1 2 m 1 2 r e x l 2 m ，有效容積1 4 4 0 l ，反應(yīng)器被等分成4 個(gè)o 3 m 1 2 r e x l 2 m 的矩形 槽，每一級(jí)沿長(zhǎng)度方向每隔1 0 e r a 設(shè)置一個(gè)插槽，以便在試驗(yàn)中調(diào)整缺氧區(qū)與好氧區(qū)的 容積比。沉淀池為中心進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池，有效容積約2 2 6 2 l 。 反應(yīng)器內(nèi)缺氧區(qū)與好氧區(qū)之間用有機(jī)玻璃隔板隔開，且隔板位置可調(diào)節(jié)。好氧區(qū) ( o 段) 采用微孔曝氣，前三級(jí)溶解氧控制在2 m g l 左右，第四級(jí)溶解氧控鋁4 在3 m g l 左右；缺氧區(qū)分別安裝一臺(tái)攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為6 0 r m i r a 進(jìn)水采用污水潛水泵將廢水從粗 格柵后的給水井提升至高位水箱然后依靠重力分剮進(jìn)入各級(jí)a o 的a 段：回流污泥 采用污泥磁力泵提升。進(jìn)水及污泥回流系統(tǒng)分別由兩個(gè)時(shí)間繼電器控制。整個(gè)系統(tǒng)的 運(yùn)行用h a n n a 便攜式溶氧僅以及h a n n a 便攜式o r p p h t 檢測(cè)儀測(cè)量各反應(yīng)池的 d o 、o r p 、p h 、t 各參數(shù)以便控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)器的運(yùn)于亍。 西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 2 流態(tài)試驗(yàn) 由于反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)與混合狀態(tài)是決定反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行狀況的重要因素，直接 影響反應(yīng)效果，因此我們?cè)谠囼?yàn)開始前進(jìn)行了流態(tài)試驗(yàn)來(lái)考察反應(yīng)物系在反應(yīng)器內(nèi)的 流動(dòng)與混合狀態(tài)。 試驗(yàn)方法為脈沖示蹤劑法。示蹤劑采用氯化鈉( n a c l ) 。流態(tài)試驗(yàn)期間，控制各級(jí) 容積相等，反應(yīng)器各級(jí)缺氧區(qū)與好氧區(qū)容積比均為l ：3 。 在各缺氧池進(jìn)水口瞬間投加電解質(zhì)( 氯化鈉溶液) ，在各級(jí)好氧池終端出口每隔一 定時(shí)間取樣測(cè)定電導(dǎo)率，并計(jì)算出相應(yīng)濃度，根據(jù)歷時(shí)濃度變化，即停留時(shí)間分布函 數(shù)，確定工藝流態(tài)類型。 試驗(yàn)進(jìn)行了單點(diǎn)進(jìn)水和多點(diǎn)進(jìn)水兩種情況下的試驗(yàn)，其中多點(diǎn)進(jìn)水還考察了不同 進(jìn)水流量、不同攪拌轉(zhuǎn)速下反應(yīng)器中的物系流動(dòng)與混合狀態(tài)。以便探討級(jí)數(shù)、進(jìn)水量、 及攪拌速度對(duì)反應(yīng)器的流態(tài)類型