气提回流接触氧化一体化技术在农村生活污水处理中的应用研究_刘惠敏(1).doc
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1、 硕士学位论文 论文题目: 气提回流接触氢化一休化技术在农村生活汚 水处理中的应用研究 作者姓名 _ 刘惠敏 指导教师 刘宏远 学科专业 _ 市政工程 所在学院 建筑工程学院 提交日期 2014 年 4 月 A Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technology for the Degree of Master of Engineering Research of a integrated contact-oxidation reactor with air-lift recycling technology for rura
2、l wastewater treatment Candidate: Liu Huimin Supervisor: Liu Hongyuan Major:Municipal Engineering College of Civil Engineering & Architecture Zhejiang University of Technology Hangzhou, P. R. China April, 2014浙江工业大学硕士学位论文 1 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外
3、,本论文 不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江 工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的 法律责任。 作者签名 : d 日 期 年 彡 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位 论文的规定,同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、 保密口,在
4、 _ 年解密后适用本授权书。 2、 不保密 d (请在以上相应方框内打 “ V” ) 浙 江工业大学硕士学位论文 摘要 I 气提回流接触氧化一体化技术在农村生活污水处理中的应 用研究 摘要 随着农村社会、经济的发展,人口的增加,农村的水污染问题 也越来越严重。部分农村地区的地表水、地下水遭到不同程度的污 染,严重危害人类健康,威胁生态的可持续发展。 针对农村生活污水产生地分 散、水质水量变化大、收集困难等 特征,本试验采用集就地收集、处理、回用于一体的分散式处理技 术 一 接触氧化工艺,并结合高效气提回流技术,强化对污染物的去 除效果。本试验处理水量为 lm3/d,处理污水为村镇生活污水。通过
5、 试验及数据分析,主要得出了以下结论: (1) 气提回流技术中回流量的影响因素包括扬水管管径、扬水 管淹没深度、回流液提升髙度及曝气量等,其中曝气量在所有影响 因素中占主导作用;其中本试验中最佳运行参数为扬水管管径 15cm、 扬水管淹没深度 60cm、 提升高度 5cm、 曝气量 0.4 0.5L/min。 (2) 在试验装置高 DO (5 6.5mg/L)回流硝化液的条 件下, 试验得出最佳脱氮工况应为硝化液回流比为 2:1,硝化液回流区域为 缺氧一区,C/N 比为 5:1。 (3) 通过二级缺氧池、二级接触氧化池及气提回流系统等各单 元的协同作用,本实验在长时间的运行过程中,能有效去除村
6、镇生 活污水中所含污染物,氨氮、总氮、悬浮物、有机质 ( COD)平均浙江工业大学硕士学位论文 I 摘要 去除率分别达 87.3%、 65.8%、 91.7%、 85.1%。装置的四级反应器串 联运行,强化了各污染物的去除效果,增大了对各污染物负荷的抗 冲击能力。 (4) 冬季低温期,硝化作用和反硝化作用受到抑制,装置脱氮 能力降低。当水温低于 6.5C 时, NHU+-N 去除率仅 50%左右, TN 仅 40%左右,硝化反硝化细菌基本处于休眠状态,硝化反硝化反应微 弱。 关键词:农村生活污水,接触氧化,气提回流,脱氮,低 温期ABSTRACT RESEARCH OF AINTERGRATE
7、D CONTACT-OXIDATION REACTOR WITH AIR-LIFT RECYCLING TECHNOLOGY FOR RURAL WASTEWATER TREATMENT ABSTRACT With the development of society, economy and the increasing of population in rural areas, the water pollution problem was becoming more serious. Parts of the surface water and groundwater suffered
8、different degrees of pollution in rural areas, which was a serious damage to human health and a threaten to ecological sustainable development. Based on the rural wastewater characteristics of disperse, large fluctuant in quantity and quality, hard to collect, in this study, the rural decentralized
9、wastewater treatment technology called contact-oxidation process was used. It included collection, disposal and reuse of wastewater and the effective air-lift recycling technology in the reactor which could enhance the wastewater treatment effects and save energy. The reactor had a treating capacity
10、 of 1 m /d in this study for treating towns wastewater. By experiments and data analysis, it concluded that: (1) The amount for recycling in air-lift recycling technology was influenced by lifting pipe diameter, the submerging depth of lifting pipe, the lifting height of reflux and aeration intensit
11、y, among which aeration intensity was the most important in these factors. The optimal operating parameters was showed as follows: the lifting pipe diameter of 15 cm, the lifting pipe ABSTRACT submerging depth of 60 cm, air lift height of 5 cm and aeration intensity of 0.4 0.5 L/min. (2) Under the o
12、perating condition of high DO (5 6.5 mg/L) in backflow nitrifying liquid, the optimal nitrogen removal working condition was nitrated liquid reflux ratio of 2:1, C/N of 5:1, and the nitrated liquid reflux zone to the fist one. (3) By the synergistic effect of tow stages anoxic tank, tow stages conta
13、ct oxidation tank and air lift recycle system, ammonia nitrogen, total nitrogen, suspended solids and COD in towns wastewater could be effectively removed during the long-term of operation and the average removal rate could reach to 87.3%, 65.8%, 91.7% and 85.1%, respectively. Through the four stage
14、s series operation of the reactor, the contaminant removal efficiency and resistant ability to wastewater were all strengthened. (4) During the operation in winter, nitrification and denitrification were all inhibited, which led to the decrease of total nitrogen removal rate. When the wastewater tem
15、perature was below 6.5 C, the ammonia nitrogen and TN removal rate was only about 50% and 40%, respectively, which meant that the denitrifying bacteria were in dormant condition and the denitrification effect was weak. KEY WORDS: rural decentralized wastewater, contact-oxidation, air-lift recycling,
16、 nitrogen removal, low temperature period in浙江工业大学硕士学位论文 目录 IV 目 录 m-*#绪论 . 1 1.1农村污水分散式处理 . 1 1.1.1农村水污染现状及特点 . 1 1.1.2农村生活污水分散式处理相关工艺 . 3 1.1.3工艺选择 接触氧化技术 . 6 1.2生物接触氧化技术发展、应用与 改进 . 8 1.2.1生物接触氧化技术发展历程 . 8 1.2.2生物接触氧化技术国内外应用 . 8 1.2.3生物接触氧化技术的缺陷及改进措施 前置缺氧池,结合气提回流技 . 9 1.3气提醜技术 . 10 1.3.1气提回流技术理论基础
17、 . 丨 . 10 1.3.2气提技术的实际应用 . U 1.3,3气提回流技术对接触氧化技术脱氮影响 . 11 1.4脱氮技术简 # . 12 1.4.1含氮化合物污染的危害 . .12 1.4.2物理化学法脱氮技术 . 12 1.4.3生物法脱氮技术 . : . . 14 1.5课題的目的和意义 . 16 1.6课題研究内容 . 16 1.7创新点 . 17 1-8课麟源 . 17 第二章气提 HI流雜氧化一体化装置及试验方法 .18 2.1气提回流接触氧化一体化试 _置 . 18 2.1.1小试试验装置 . 18 浙江工业大学硕士学位论文 5 2.1.2生物填料 . 19 2.2气提 H
18、I 流技术验证装置 . 21 2.3微方案 . 21 2.3.1气提回流各影响因素验证实验方案 . 21 2.3.2脱氮影响因素研究实验方案 . 22 2.3.3小 试运行试验方法 . 23 2.3试验阶段水觀水质 . 23 2.4主要分析项目和检测方法 . 24 2.4.1分析检测项目 . 24 2.4.2分析检测方法 . 24 第三章气提 HI 流舰装餓据分析与讨论 . 25 3.1气提回 流原理解析及影响因素分析 . 25 3.2气提回流 ME 装置试验结果与讨论 . 25 3.2.1扬水管淹没深度对回流量影响分析 . 25 3.2.2扬水管管径对回流量的影响分析 . 26 3.2.3提
19、升高度、曝气量对回流量的综合影响分析 . 27 3.3不同曝气量、提升髙度下回流气水比研究 . 28 3.4 2去除,并从中获得能量 73。厌氧氨氧化理论反 应方程如下: 1NH4+ + 1. 32N 2_ + 0. 066HC 3 + 0. BfT 1. 02N2 + 0. 26N03 + + 0. 066CH20 . 5N . 15 + 2. 03H2O 厌氧氨氧化特点:由于在运行过程中无需外加碳源物质,从而有效克服了传 统硝化反硝化工艺需以有机电子供体支持反硝化的问题,可节省 100%的碳源,尤 其适用于处理低 C/N浙江工业大学硕上,位论文 绪论 16 的高浓度氨氮废水;厌氧氨氧化属于
20、自养脱氮工艺,采用的 是限制性供氧方式,反应器中DO 浓度较低 ,可节约 60 %的曝气消耗 ;全程自养脱 氮工艺可在一个反应器中完成 NH/-N 至N2 的全部转化过程,使得生物除氮的 流程非常简短,相应的 建设、运行、管理费用也冇望大幅降低 p4。 1.5 课题的目的和意义 在众多农村污水分散式处理工艺中,接触氧化工艺因其处理效率高、占地面 积小、抗冲击负荷能力强、剩余污泥量少等优势,而得到广泛应用。但接触氧化 工艺存在能耗高、脱氮率低等缺陷,限制其应用与发展。 本研究在接触氧化池前前置缺氧池,结合气提技术,回流硝化液,提高脱氮 效果。同时,研究气提回流技术中的影响因素与适用条件,并行解决
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