A2OBAF同步脱氮除磷工艺

中文图书分类号：X703.1密级：公开UDC：628.3学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：A2O-BAF同步脱氮除磷工艺论文作者：李欣学科：环境科学与工程指导教师：彭永臻教授论文提交日期：2012年7月2日UDC：628.3单位代码：10005国内图书分类号：X703.1学号：S200905069密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：A2O-BAF同步脱氮除磷工艺英文题目：SIMULTANEOUSNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVALUSINGA2O-BAFPROCESS论文作者：李欣学科：环境科学与工程研究方向：污水处理与水污染控制工程申请学位：工学硕士指导教师：彭永臻教授所在单位：环境与能源工程学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：北京工业大学DissertationSubmittedtoBeijingUniversityofTechnologyforMasterDegreeofEngineeringSIMULTANEOUSNITROGENANDPHOSPHORUSREMOVALUSINGA2O-BAFPROCESSLIXINSupervisedbyProfessorPENGYONGZHENMajorinEnvironmentalScienceandEngineeringBeijingUniversityofTechnologyJUNE,2012独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：李欣日期：2012年6月7日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：李欣日期：2012年6月10日导师签名：彭永臻日期：2012年6月10日摘要摘要我国大多数污水处理厂脱氮和除磷效果不能同时达到昀佳，其主要原因为：（1）起主要作用的硝化菌、反硝化菌和聚磷菌微生物的生理习性和要求的环境条件各不相同，而我国污水厂采用的多为单污泥系统，还有不同微生物之间对碳源的竞争，生化反应之间的相互抑制，都使得脱氮与除磷过程相互干扰；（2）我国污水C/N比较低，碳源缺乏成为脱氮和除磷的限制性因素。双污泥理论为解决第一个问题提供了有效的途径，A2O-BAF工艺使生长环境要求有很大差别的硝化菌和聚磷菌分别位于不同的污泥系统，解决了它们之间的矛盾。反硝化除磷理论为解决第二个问题提供了新思路，脱氮和除磷两个独立过程有机合为一体，很好地实现了碳源与氧的节省和剩余污泥的减量。A2O-BAF工艺采用生物膜法和活性污泥法相结合的双污泥系统，硝化过程在BAF中进行，而有机物的去除、除磷和反硝化在A2O段进行，解决了硝化菌与聚磷菌对污泥龄要求不同的问题。而且由于其缺氧段置于好氧段之前，缺氧段长，好氧段相对很短，必然存在反硝化聚磷菌（DPAOS）的优先选择，利于DPAOS的富集，从而节省碳源和曝气量，适合于用来处理我国的污水。另外，相对于普通A2O工艺，此工艺回流污泥中中硝酸盐和亚硝酸盐含量极低，在厌氧段可形成良好的条件使释磷菌充分释磷，提高了除磷效果。本工艺同时运用了双污泥理论和反硝化除磷理论，有很强的研究价值和应用价值。A2O–BAF系统由进水水箱、A2O反应器、二沉池和BAF组成。A2O反应器的制作材料为聚氯乙烯塑料，有效容积为30L，均分为9个格室，分别为厌氧、缺氧和好氧段；二沉池为竖流式，有效容积20L；BAF为圆柱形，采用上向流，装填轻质陶粒填料，填料层高度为1.67m，有效容积为13L。在A2O-BAF系统快速启动并稳定运行后，试验以实际生活污水为处理对象，首先探讨了A2O工艺段的容积比对该组合工艺脱氮除磷的影响。试验表明，在A2O工艺段厌氧区、缺氧区和好氧区容积比为1:6:2时，同步脱氮除磷效果昀佳。内循环比、污泥回流比、污泥龄、MLSS和COD/TN比都对系统的脱氮除磷效果有影响。当进水流量为3.8L/h，内回流比为300%、污泥回流比在60%~100%之间、污泥龄为15d、MLSS为3000mg/L左右、COD/TN比为4.16左右时，系统的脱氮除磷效果同时达到昀佳，出水达到国家污水处理一级A标准(GB18918-2002)。-I-泥水分离问题是活性污泥法工艺中经常遇到的非常棘手的问题之一，其中污泥膨胀是昀棘手的问题。考察了普通A2O和A2O-BAF两种工艺处理较高COD/TN比生活污水时的污泥沉降性。试验结果表明，A2O-BAF工艺的沉降性远远好于普北京工业大学硕士学位论文通A2O工艺，前者无污泥膨胀之虞，而后者比较严重。主要原因为，A2O-BAF工艺缺氧段长，好氧段短，能有效抑制丝状菌性膨胀；A2O-BAF工艺污泥含磷量是普通A2O工艺的2倍多，前者为6%左右，而后者为3%左右；A2O-BAF工艺面临的污泥上浮问题远不如普通A2O工艺严重，絮体更密实，凝聚性更强。关键词：A2O-BAF工艺；快速启动；硝化液回流比；C/N比；反硝化除磷-II-摘要AbstractDenitrificationandphosphorusremovalofthemajorityofoursewagetreatmentplantscannotsimultaneouslyachievethebest,mainlydueto:(1)nitrifyingbacteria,denitrifyingbacteriaandphosphateaccumulatingbacteriahavedifferentmicrobialphysiologicalhabitsandrequiredifferentenvironmentalconditions,butmostofwastewatertreatmentplantsinChinausesinglesludgesystem,andcarbonsourcecompetitionbetweendifferentmicroorganismsandbiochemicalreactionsmakedenitrificationandphosphorusremovalprocessinterferewitheachother;(2)C/Nratioofwastewaterinchinaisrelativelylow,lackofcarbonsourcelimitsnitrogenandphosphorusremoval.Two-sludgetheoryprovidesaneffectivewaytosolvethefirstproblem,A2O-BAFprocessmakethenitrifyingbacteriaandphosphorusremovalbacteriathatrequiredifferentgrowthenvironmentalliveindifferentsludgesystem,whichsolvethecontradictionbetweenthem.Theoryofdenitrificationandphosphorusremovalprovidesanewideatosolvethesecondproblem,denitrificationandphosphorusremovalasawholeachievessavingsofcarbonandoxygenandthereductionofexcesssludge.TheA2O-BAFprocessusesthetwo-sludgesystemwhichcombinesbiofilmandactivatedsludge,nitrificationinBAF,organicsremovalandphosphorusremovalanddenitrificationinA2Osegment.Nitrificationandphosphorusremovalisindependentinthisprocess,whichsolvestheproblemthatthenitrifyingbacteriaandphosphorusremovalbacteriarequiredifferentSRT.Moreover,anoxiczoneisinfrontofaerobiczone,anoxicsegmentislong,aerobicsegmentisshort,theremustbethepreferredoptionofdenitrifyingphosphorusremovalbacteriathe(DPAOS),whichisinfavorofDPAOSenrichment,savingthecarbonsourceandaerationrate,soitissuitablefortreatingchinesesewage.Furthermore,relativetothenormalA2Oprocess,nitrateandnitritecontentisverylowinthereturnsludgeofA2O-BAFprocess,whichformesgoodconditionsforphosphorusreleasebacteriaintheanaerobicstage,whichimprovethephosphorusremovalefficiency.Thisprocessusesthetwo-sludgetheoryandthetheoryofdenitrifyingphosphorusremovalsimultaneously,thereisastrongresearchandpracticalvalue.-III-TheA2O-BAFsystemiscomposedoftheinfluenttank,theA2Oreactor,the北京工业大学硕士学位论文secondarysettlingtankandBAF.TheA2OreactorismadeofPVC,theeffectivevolumeis30L,dividedintoninecompartment,followedbyanaerobic,hypoxicandaerobicsegment;thesecondarysettlingtankisverticalflow,theeffectivevolumeofitis20L;BAFiscylindricalshape,usesup-flowmanner,filledwithlightceramicpacking,theheightofitspackinglayeris1.67m,theeffectivevolumeofitis13L.Afterfast-startandstableoperationofA2O-BAFprocess,theexperimentstudiedthetreatingsituationofA2O-BAFprocesswhenitisusedtotreatactualsewage.Firstly,weinvestigatedtheimpactofthevolumeratioonnitrogenandphosphorusremovalofthisprocessisinvestagedfirst.Experimentsshowedthatwhenvolumeratiooftheanaerobiczone,anoxiczoneandaerobiczoneis1:6: