煤矸石-粉煤灰濾料前置反硝化BAF工藝處理污水效能研究.pdf

1、隨著我國城市化發(fā)展的加速,許多污水處理廠需要建于城市內部。目前我國建設的城市污水處理廠多采用活性污泥工藝,由于其占地面積過大,且運行時有臭味發(fā)出,因此對于建于城市內的污水處理廠,該工藝還存在著一些問題。而且大多城市對于位于市內的污水處理廠要求其出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中的一級A出水標準,一般的活性污泥法工藝無法達到此要求。
　　煤矸石-粉煤灰濾料前置反硝化曝氣生物濾池(BAF)工藝是結合

2、了A/O生物處理工藝與曝氣生物濾池工藝二者的優(yōu)點,并應用煤矸石-粉煤灰陶粒作為濾池濾料設計而成的新型工藝。它既具有曝氣生物濾池工藝占地面積小、管理方便、出水水質好、無臭味等特點,又具有A/O工藝對總氮高效去除的特點。本文對該工藝處理城市污水的特性進行了深入研究。首先進行了煤矸石-粉煤灰濾料的制備研究,實驗結果表明,煤矸石-粉煤灰濾料在物理性能上和經濟效益上都具有明顯優(yōu)勢;之后利用該濾料進行反應器實驗,通過反應器實驗研究該工藝中污染物去除

3、的影響因素、生物膜特性和反沖洗污泥特性等;并進行流體及底物去除動力學模型的建立和實際工程的應用研究。
　　本論文以固體廢棄物煤矸石和粉煤灰為原料,燒制新型濾料來取代粘土-粉煤灰陶粒作為曝氣生物濾池的生物濾料。主要研究了燒制溫度、恒溫時間和原料配比對濾料比表面積、鹽酸可溶率及破碎率和磨損率之和的影響,通過正交實驗確定了最佳制備條件。并對濾料的粒徑、比表面積、鹽酸可溶型等各項物理性能進行了表征;對濾料進行了掃描電鏡觀察;并分析了濾料燒

4、制過程中所發(fā)生的化學反應與孔隙形成機理;通過對煤矸石-粉煤灰濾料和粘土濾料相對比發(fā)現,以粉煤灰和煤矸石為原料生產濾料具有更好的經濟、社會和環(huán)境效益。
　　通過反應器實驗對煤矸石-粉煤灰濾料前置反硝化BAF的啟動方法和啟動階段污染物的去除特性進行了研究。采用先間歇進水后連續(xù)進水,連續(xù)進水時采用逐漸增加流量和回流比的方法啟動反應器;經過30d的培養(yǎng),出水各項指標趨于穩(wěn)定,系統啟動完成。并系統研究了該工藝的主要運行參數——溶解氧、回流比

5、、厭氧/好氧容積比、反沖洗等對該工藝污染物去除效能的影響。實驗結果表明,濾料層上部污水溶解氧控制在3.0～3.5mg/L、回流比控制在130％、厭氧/好氧容積比控制在1:1.5時,系統對污染物的去除效果達到最佳。反應器的反沖洗周期為5d(厭氧生物濾池)和10d(好氧生物濾池);反沖洗對厭氧和好氧生物濾池都具有較大影響,但在短時間內基本可恢復到反沖洗前水平。
　　對濾料上的生物膜量、生物相、濾料掛膜的微觀結構等進行了分析。并對濾池的

6、反沖洗污泥特性進行了研究,發(fā)現濾池的反沖洗污泥對氨氮有一定的去除作用。對好氧濾池和厭氧濾池反沖洗污泥對污水中氨氮去除的差異性、污泥活性和金屬鹽混凝劑對去除效能的影響等進行了研究,并對這種去除作用的去除機理進行了分析、探討。
　　以生物濾池堵塞模型和均質濾料毛細管模型為基礎建立了厭氧好氧生物濾池的流體動力學模型;以Monod方程和微元法為基礎建立了厭氧和好氧生物濾池的底物去除動力學模型;并利用反應器模型實驗和實際工程實驗分別對建立的