分段进水AO生脱氮工艺优化运行研究.pdf

Study on the Optimal operation of the Step Feeding AO Nitrogen Removal Process A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate： Gao Xiaobo Supervisor：Prof. Zhao Jianqiang Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，水体中氮元素的污染问题日益严 重。因传统生物脱氮工艺具有占地面积大、运行费用高和污泥产量高等缺点，研究者积 极对传统生物脱氮工艺进行改进或开发新工艺，分段进水缺氧（A ）/好氧（O ）生物脱 氮工艺因其具有总氮去除率高、污泥产量低和基建费用省等特点而备受研究者的关注。 本研究在分段进水A/O 生物脱氮工艺试验研究的基础上，建立了适用于该工艺的数 学模型，并利用模型对工艺实现了稳态模拟。通过试验和模拟，得到以下结论： 1.采用活性污泥法的三段进水 A/O 生物脱氮工艺，缺氧区与好氧区总容积之比为 2:3 ，按照缺氧池等硝态氮污泥负荷的原则设计缺氧池池容，按照等凯式氮污泥负荷的原 则设计好氧池，污泥回流比为0.75，各反应段流量分配系数为：0.46、0.32、0.22，在总 水力停留时间为 24h 时，工艺的氨氮、总氮、COD 去除率分别为 97.60%、82.34%和 94.52%；在总水力停留时间为12h 时，氨氮、总氮、COD 去除率分别为99.82%、87.18% 和96% 。 2.采用三段进水A/O 生物膜脱氮工艺时，缺氧区与好氧区总容积之比为2:3 ，按照 缺氧池等硝态氮污泥负荷的原则设计缺氧池池容，按照等凯式氮污泥负荷的原则设计好 氧池，硝化液回流比为 0.75 。以反硝化每去除单位质量硝态氮所需的 COD 值（ ，  mgCOD / mgNO N ）为7 优化流量分配时，各反应段流量分配系数为：0.46、0.32、0.22， 3 工艺的氨氮、总氮、COD 去除率分别为96.71%、78.42%、98.84% 。当采用 为4 计算  流量分配系数，各反应段流量分配系数为：0.64、0.26 和0.10 时，工艺的氨氮、总氮、 COD 去除率分别为94.85%、75.81%、99.62% 。 3. 以活性污泥一号模型（ASM1 ）为基础模型，利用MATLAB 软件编程，经过修正、 灵敏度分析和模型校验后，得到了适用于分段进水A/O 生物脱氮工艺的数学模型，用该 模型对试验工况进行稳态模拟，取得了较好的模拟效果。当模拟总水力停留时间为24h 的反应器出水水质时，模拟氨氮、硝态氮与实测值的误差为14.29%和3.93% 。当模拟总 水力停留时间为 12h 时反应器出水水质时，模拟氨氮、硝态氮与实测值的误差为 0 和 1.75%。 4.利用模型对进水流量分配的影响因素进行模拟，当按照进入缺氧池的硝态氮量与  COD 恰好反应的原则进行流量分配时，在不同的碳氮比（C/N ）下， 值以取7 为宜。 5.利用模型对工艺不同总水力停留时间进行模拟，总水力停留时间分别为24h ，16h， i 12h，8h，6h，4h 时，工艺各反应单元污染物去除率存在差异，总水力停留时间以取 6 小时为宜。 6.利用模型对工艺的污泥回流比进行模拟，污泥回流比分别为：1/3、1/2、3/4、1、 3/2 时，工艺各反应单元出水水质有较大差别，工艺污泥回流比以取3/4～1 为宜。