AO生物膜系统性能和应用研究-上海大学论文.doc

目录 目录 1 摘 要 4 abstract 6 图形目录 8 表格目录 10 第一章 前言 11 1.1国内外小型污水处理工艺和装置现状 11 1.1.1 传统工艺的改进和发展 12 1.1.2 小型生活污水处理装置 13 1.1.3 工程实践中存在的问题 14 1.2 中水回用技术 15 1.2.1 现状与发展 15 1.2.2 常用的中水回用技术方案 16 1.3 生物脱氮机理与工艺 18 1.3.1 机理及影响因素 18 1.3.2 生物脱氮工艺分类总结 20 1.4 课题的目的和主要内容 24 第二章 反应装置基本性能研究 26 2.1 反应装置 26 2.2填料性能研究 27 2.2.1 物理性能 28 2.2.2 水力学性能 28 2.2.3 传质性能 29 2.2.4 生物膜生长性能 29 2.3曝气装置研究 30 2.4 氧气传递性能研究 31 2.4.1氧传递系数的实验测定 31 2.4.2 充氧性能实验 34 2.4.3 溶解氧分布实验 36 2.5 SS捕集能力研究 38 2.5.1 原理分析 38 2.5.2 实验结果 39 2.6 本章小结 39 第三章 系统生物膜特性研究 41 3.1 生物膜化学性能 41 3.2 生物膜厚度 41 3.3 生物相 42 3.4 生物量分布规律 43 3.5 本章小结 43 第四章 含碳有机物去除研究 45 4.1 实验水质和分析方法 45 4.1.1 污水水质 45 4.1.2 分析方法 45 4.2 系统启动过程研究 46 4.3单级工艺处理效果研究 47 4.4两级工艺处理效果研究 47 4.4.1 基本降解规律 48 4.4.2 停留时间的影响 49 4.4.3 水力负荷的影响 49 4.5 本章小结 50 第五章 氮去除研究 51 5.1 实验水质和分析方法 51 5.2脱氮规律研究 51 5.2.1 基本规律 51 5.2.2 不同停留时间下的去除效果 52 5.3脱氮影响因素研究 53 5.3.1 进水水质 53 5.3.2 C/N 54 5.3.3 停留时间 55 5.3.4 含碳有机物负荷和氨氮负荷 56 5.3.5 AO池体积比 57 5.3.6 硝化液回流比 58 5.3.7 酸度、碱度、温度和溶解氧 59 5.4 好氧池中的总氮去除研究 59 5.4.1 总氮去除的实验现象 59 5.4.2 机理分析 60 5.5 本章小结 61 第六章 难降解污染物去除研究 63 6.1 实验水质和驯化过程 63 6.2 缺氧池降解规律研究 63 6.3 有机物去除研究 65 6.3.1 废水可生化性的影响 65 6.3.2 容积负荷的影响 65 6.4 色度去除研究 66 6.5 本章小结 66 第七章 系统动力学模型 67 7.1 基础数学模型 67 7.1.1 物料衡算示意图 67 7.1.2 各段基本数学模型推导 67 7.2 含碳有机物降解数学模型 71 7.3 氨氮降解数学模型 73 7.4 本章小结 74 第八章 总结 75 参考文献 77 致 谢 82 摘 要 本论文工作以AO生物膜系统为研究对象，在对系统采用的异径筒填料、中心导流曝气方式和生物膜基本性能研究的基础上，将系统应用于处理模拟市政生活污水和植物制剂工业废水。 采用理论分析和实验研究相结合的方法，对异径筒填料和中心导流曝气方式进行了物理、水力学、微生物学等方面的研究，发现：异径筒填料和中心导流曝气方式的结合，能够保证系统正常运行所需的供氧量和生物膜更新的所需的水力强度；填料层具有不易堵塞、不需反冲洗等优点，适合于一体化装置的应用；系统具有良好的氧传递性能和SS捕集能力。 采用镜检、重量法等手段对生物膜的厚度、活性、数量分布、种类分布等进行了实验研究，发现系统中生物相丰富、活性高，具有好氧菌与厌氧菌、异养菌与自养菌、短泥龄菌与长泥龄菌同时存在的特点。这些都成为系统COD和N去除的微生物学基础。 在去除模拟市政生活污水的含碳有机物的实验中，进行了采用AO单级接触氧化工艺和AO两级接触氧化工艺的对照实验。在出水达到中水回用标准的前提下，AO单级接触氧化工艺的最佳HRT＝16h，系统容积负荷为0.4～0.7 kgCODCr/m3·d。采用AO两级接触氧化工艺，可将停留时间缩短到8h，在系统容积负荷为2.0 kgCODCr/m3·d，高负荷接触氧化池负荷为3.8 kgCODCr/m3·d的工况下，COD去除率达到85％以上，出水CODCr稳定达到50 mg/L以下；同时系统表现出良好的抗水力负荷冲击的能力，当水力负荷在22～37 m3/m2·h的范围内，系统CODCr去除率大于90％，明显优于AO单级接触氧化工艺。 在模拟市政生活污水脱氮实验中，采用两级接触氧