（环境工程专业论文）城市工业区域混合污水cnr工艺脱氮除磷研究.pdf

摘要 摘要 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺， 其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流 动状态，以保证污水与浸没在污水中的填料充分接触。因具有有机负荷高、抗 冲击负荷能力强、出水水质好、投资少、不会产生污泥膨胀、运行管理较活性 污泥法简单等优点，被广泛应用于市政污水和工业废水的处理系统。 纤毛状生物膜脱氮除磷工艺( c i l i u mn u t r i e n tr e m o v a lp r o c e s s 简称c n r ) ， 是利用纤毛状填料同步脱氮除磷的生物接触氧化工艺，由韩国h 2 l 公司开发。其 原理是把生物反应池分为厌氧池、缺氧池、好氧池；进水按一定的比例分别加 入到厌氧池和缺氧池，来调节c n l i , ；在好氧池中填充纤毛状生物膜填料，通过 固定世代时间长的硝化菌类，以提高硝化反应速度，从而达到同步除磷脱氮的 污水处理效果。 2 0 0 7 年h 2 l 公司在天津东郊污水处理厂进行c n r 工艺中试试验。本文通过对 中试装置的调试与运行进行总结，得出结论如下： 1 、天津东郊污水厂c n r 中试工艺是在常规a 0 工艺基础上改进而来的，由于 添加了纤毛状生物填料，增加了曝气池的生物量，尤其是硝化菌类，从而强化 了工艺对有机物、氮和磷的去除。生物填料上附着的微生物以繁殖时代较长的 硝化菌为主，能增加好氧池中的硝化菌数量，大大提高了系统的硝化速率。生 物填料的增加，使硝化细菌和聚磷菌的泥龄矛盾得到解决。试验期间泥龄为7 1 3 d 。 2 、纤毛状生物填料是直毛状改良填料，比表面积大，微生物附着量高，为 1 3 5 0 一- - 1 5 0 0 9 m 2 。纤毛状填料容易挂膜、脱膜，无堵塞现象，更不需要反冲洗， 维护管理简单。填料上形成的生物膜中，微生物体系稳定，种群丰富，微生物 相包括钟虫、轮虫、表壳虫、吸管虫等。 3 、采用c n r 工艺对水质处理效果：进水水质平均值c o d 盯：6 9 4 m g l 、b o d s ： v 摘要 2 8 8m g l 、s s - 5 1 8 m g l 、t n - 8 6 5m g l 、n h 4 + 一n ：5 4 9 m g l 、t p - 4 5 4 m g l 的条件下，反应器的去除率c o d 盯：9 0 1 、b o d s ：9 4 2 、s s ：9 4 8 、n h 4 + n 9 6 9 、t n ：6 6 9 、t p ：8 0 0 。反应器的出水水质：c o d 盯：4 9 6m g l 、b o d 5 ： 9 7m g l 、s s 8 9m g l 、t n - 1 9 6m g l 、n h 4 + n 0 8 2m g l ，t p 0 9 1m g l 。 出水水质除总氮达到一级b 标准，其他均达到城镇污水处理厂污染物排放标 准( g b l 8 9 1 8 - - 2 0 0 2 ) 的一级a 排放标准。 4 、建议运行参数：平均进水流量6 8 2 m 3 d ；气水比6 ：1 ( 控制出水d o 4 m g l ) ；平均出水温度：1 8 2 c ；总水力停留时间：7 6 11 1 r ，其中厌氧池2 5 6 h ， 好氧池5 0 5 h ；内回流比1 0 6 ，f m - 0 1 4 o 2 6 k g b o d k g m l v s s d 。 关键词：城市混合污水生物接触氧化法c n r 工艺脱氮除磷 v i a b s 仃a c t a b s t r a c t b i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s si sak i n do fb i o f i l mp r o c e s sb e t w e e nt r a d i t i o n a l a c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s sa n db i o f i l t e rp r o c e s s i nb i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s s ，m e d i a i ss u b m e r g e di no x i ct a n k sa n dc o n t a c t e dw i t hs e w a g ec o m p l e t e l yt h r o u g ha e r a t i o n f r o mb o t t o mo ft a n k s b i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s si su s e dw i d e l yb o t hi nm u n i c i p a l s e w a g et r e a t m e n ta n di n d u s t r i a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tb e c a u s eo fi t sa d v a n t a g e s ，s u c h a sh i g ho r g a n i cl o a d i n g s ，i m m u n i t yt os h o c kl o a d i n g s ，e x c e l l e n tw a t e rq u a l i t yo f e f f l u e n t ，l e s si n v e s t m e n t ，n os l u d g eb u l k i n g ，c o n v e n i e n c e i n o p e r a t i o n a n d m a n a g e m e n ta n ds oo n c i l i u mn u t r i e n tr e m o v a lp r o c e s s ( c n r ) ，a n di sd e v e l o p e db yh 2 l c o r p o r a t i o n o fk o r e a a sak i n do fb i o - c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s s ，t h i sp r o c e s sc a nr e m o v e n i t r o g e na n dp h o s p h o r u ss i m u l t a n e o u s l yb yu s i n gc i l i u m s h a p e dm e d i a i nc n r p r o c e s s ，b i o l o g i c a lr e a c t i o nt a n ki sd i v i d e dt ot h r e es e c t i o n s ：a n a e r o b i ct a n k ，a n o x i e t a n ka n do x i ct a n k ，s t e pf e e di su s e dt oa d j u s tb o d t nr a t i oi na n a e r o b i ct a n ka n d a n o x i ct a n k ，c i l i u m - s h a p e dm e d i ai sf i x e di no x i ct a n ka n dn i t r o b a c t e r i aw i t hl o n g g e n e r a t i o nt i m ea r ea t t a c h e dt om e d i a ，a n dt h e nn i t r i f i c a t i o ne f f e c ti ss t r e n g t h e n e d t h e r e f o r e ，c n rp r o c e s sc a nr e m o v en i t r o g e na n dp h o s p h o r u ss i m u l t a n e o u s l y i n2 0 0 7 ，c n rp i l o ts c a l ee x p e r i m e n tw a sp e r f o r m e di nt i a n j i ne a s ts u b u r b s e w a g et r e a t m e n tp l a n t f r o mt h eo p e r a t i o no fc n rp i l o ts c a l ee x p e r i m e n t ，t h e c o n c l u s i o n sa r ed r a w na sf o l l o w s ： 1 c n rp r o c e s so fp i l o ts c a l ee x p e r i m e n ti n t i a n j i ne a s t s u b u r bs e w a g e t r e a t m e n tp l a n ti si m p r o v e df r o mt r a d i t i o n a la op r o c e s s b e c a u s eo fp l a c e m e n to f c i l i u m - s h a p e dm e d i a ，t h eb i o m a s s ，e s p e c i a l l yn i t r o b a c t e r i ai no x i ct a n kw a si n c r e a s e d ， a n dt h u st h er e m o v a le f f i c i e n c i e so fo r g a n i cp o l l u t a n t s ，n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sw e r e s t r e n g t h e n e dd r a m a t i c a l l y n i t r i f i e r sw h i c hh a v el o n gg e n e r a t i o nt i m ea r ed o m i n a n ti n b i o f i l mf o r m e di nc i l i u m s h a p e dm e d i a ，a n dn i t r i f i e rb i o m a s si no x i ct a n ki sa l s o i n c r e a s e d ，a n dt h u sn i t r i f i c a t i o nr a t ei sa c c e l e r a t e d t h ec o n f l i c to fs l u d g er e t e n t i o n t i m e ( s r t ) b e t w e e nn i t r i f i e r sa n dp h o s p h o r u s a c c u m u l a t i n gb a c t e r i aw a ss o l v e d b e c a u s eo fp l a c e m e n to fc i l i u m s h a p e dm e d i a t h es r to fc n rp i l o ts c a l e v i i a b s t r a c t e x p e r i m e n tw a s b e t w e e n7a n d13d a y s 2 c i l i u m s h a p e dm e d i ai sa ne x c e l l e n tm e d i aw i t hl a r g es p e c i f i cs u r f a c ea r e a b i o m a s sa t t a c h e dt ot h i sm e d i ar e a c h e s13 5 0 15 0 0g m 2 a t t a c h m e n ta n dd e t a c h m e n t t oc i l i u m - s h a p e dm e d i af o rb i o f i l ma r ee a s i e ra n dn ob l o c k i n go c c u r s i ti sc o n v e n i e n t t om a n a g ec i l i u m - s h a p e dm e d i aa n da v o i dt h eb a c k w a s h i n g i nb i o f i l mf o r m e di n c i l i u m s h a p e dm e d i a ，m i c r o o r g a n i s ms y s t e mi sv e r ys t a b l ea n d h a sh i 曲d i v e r s i t y , a n d m a n yp r o t o z o o na n dm e t a z o a na r ei n c l u d e d ，s u c ha sv o r t i c e l l a , r o t a r i a ，a r c e l l a ， t o k o p h r y aa n ds oo n 3 r e s u l to fo p e r a t i o n ：i nt h ec o n d i t i o no fa v e r a g ei n l e tc o d c r ：6 9 4 m g l ，b o d s ： 2 8 8m g l ，s s ：518 m g l ，t n ：8 6 5m g l ，n h 4 - n ：5 4 9 m g l ，t p ：4 5 4 m g l ， r e m o v i n gr a t eo fc o d c r ：9 0 1 ，b o d s ：9 4 2 ，s s ：9 4 8 ，n h 4 + - n ：9 6 9 ，t n ： 6 6 9 ，t p ：8 0 0 e f f l u e n to f r e a c t o r ：c o d c r ：4 9 6m g m ，b o d s ：9 7m g l ，s s ：8 9 m g l ，t n ：1 9 6m e g l ，n h 4 + - n ：o 8 2 m g l ，t p ：o 9 1m e g l t l l i sr e a c h e dt h ef i r s t o r d e r as t a n d a r df o rd i s c h a r g eo fg b18 918 2 0 0 2 ，e x c e p tt nr e a c h e dt h ef i r s t o r d e rb s t a n d a r d 4 r e c o m m e n d e dd e s i g np a r a m e t e r s ：d u r i n gt h et i m eo fa d j u s t i n gc n rp r o c e s s r e a c t o r ：a v e r a g e6 8 2 m 。d ，a i r - w a t e rr a t i o ：6 ：l ( e f f i u e n td o _ 4 m g l ) ，a v e r a g e t e m p e r a t u r eo fe f f l u e n t ：18 2 c ，t o t a lh y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ：7 61h r , o x i ct a n ki s 5 0 5 h r , a n a e r o b i c t a n ki s 2 0 6 h r s l u d g e r e t u r nr a t i o n i s10 6 f m ： o 14 - 0 2 6 k g b o d k g m l v s s d k e yw o r d s ：m u n i c i p a ls e w a g e ，b i o c o n t a c to x i d a t i o np r o c e s s ，c n rp r o c e s s ， n u t r i e n tr e m o v a l ，p h o s p h o r u sr e m o v a l v i i i 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文 的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的 印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子 版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文； 学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分 的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构 送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下， 学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年月日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时间：年 月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下： 内部5 年( 最长5 年，可少于5 年) 秘密1 0 年( 最长l o 年，可少于1 0 年) 1 1 1 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： i v 年月日 第一章绪论 第一章绪论 第一节城市污水处理的现状和发展 随着我国社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其是城市水环境 的恶化，加剧了水资源的短缺，影响着人民群众的身心健康，已成为严重制约 城市可持续发展的因素。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理 水环境污染的课题被列入世界环保组织的工作日程。 改革开放的不断深入使我国的污水处理技术得到快速发展，国外的新技术、 新工艺、新设备被引入我国，在传统活性污泥法工艺应用的同时，a b 法、a o 法、a a o 法、c a s s 法、s b r 法、b a r d e n p h o 法、生物滤池法、生物接触氧化 工艺、氧化沟法等也在污水处理厂建设中得到应用，由过去只具有去除有机物 功能的污水处理工艺发展成为具有脱氮除磷多功能的工艺技术。经过脱氮除磷 工艺处理后的污水一方面可再生利用于市政景观、工业循环冷却水、农业用水、 居民非生活饮用水等方面，在相当程度上缓解水资源紧缺状况；另一方面将合 乎质量要求的出水排入河流，使河流水体能维持或成为供下游使用的原水源， 不仅经济可行，而且可发挥河流水体的自净能力。这些都离不开污水的脱氮处 理技术。传统的污水二级生物处理技术氮的去除能力低，氮化合物含量高的再 生污水回用将造成以下危害： 1 、氮磷是藻类和水生植物的营养物，排入水体会造成水体的富营养化。 2 、氨氮的氧化会造成水体中溶解氧浓度的降低和碱度的消耗。 3 、氨氮会增加氧化型消毒剂的投加量。 4 、氨对铜具有腐蚀性，对以铜为主要材料的输水管件具有腐蚀损害作用。 5 、当水体p h 值较高时，氨对鱼类等水生物具有毒性。 因此，有效的降低废水中氮的含量已是现代废水处理技术的一项必要的措 施，近年来废水生物脱氮除磷技术取得了飞速发展，并很快的用于城市污水处 理厂的新建和改建设计中。 第一章绪论 第二节本课题提出的背景 在我国建成的1 0 0 多座城市污水处理厂中，大部分为二级处理系统，不具 备脱氮除磷功能，天津市的脱氮除磷工艺研究处国内领先地位。我市现有的东 郊城市污水处理厂采用a o 脱氮工艺，咸阳路城市污水处理厂用a a o 工艺， 纪庄子城市污水处理厂改建后采用a a o 工艺，北辰城市污水处理厂也是a o 工艺。利用脱氮工艺进行中水的生产和回用。 传统的城市污水处理工艺，处理的水质能达到排放水的一般要求，但不能 达到城市一般回用水标准，而且投资和占地面积大，难于管理。例如活性污泥 法，其研究、应用、改进已有很长的历史，目前在世界上仍占优势地位，但同 时也存在一些难以克服的缺点。因此，近十几年来，各种废水处理新技术不断 涌现。利用开发新设备、新技术产品稳步占领当前中水处理等污水处理市场， 以满足当前的污水处理市场和再生水处理市场的需求，应用前景广阔。 当前国外一些先进的、高效的污水处理专用设备进入了我国污水处理行业 的市场。其中，生物膜法中的生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤 池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧， 并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触， 避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。因具有有机负荷高、 投资少( 节约3 0 ) 、不会产生污泥膨胀、运行管理较活性污泥法简单，对水量 水质的波动有较强的适应能力、氧传递效率高、出水水质好等优点。 在此背景下，我厂同韩国h 2 l 公司合作对c n r 工艺立项开发研究工作。 c n r 工艺在东郊污水处理厂原有的a o 工艺的基础上，通过在好氧池中添加纤 毛状生物填料，增加好氧池中总生物量，从而强化了工艺对污染物的去除，达 到同步脱氮除磷的效果。在不增加基建投资的基础上，减少了附属设备，节省 了电费和维护费。因此，该工艺具有不增加占地面积、投资省、运行管理方便、 运行费用低等优点，并且该工艺兼有脱氮的处理功能，因此，该工艺具有很高 的开发、应用价值。本项目即是对c n r 工艺进行调试与运行，以检验其处理能 力并获得最佳工艺参数。本文从生物脱氮除磷的理论、运行参数控制、脱氮指 示性生物和脱氮过程影响因素等多方面，对c n r 工艺进行了讨论与分析，以期 为北方地区城市污水处理厂的污水脱氮处理技术提供有价值的借鉴。 2 第二章东郊城市污水处理厂的简介 第二章东郊城市污水处理厂简介 第一节东郊城市污水处理厂概况 天津市东郊城市污水处理厂座落于天津市东丽区李明庄外环线内侧，与河 东区交界处。始建于1 9 8 9 年8 月，1 9 9 3 年4 月投产运行，是目前国内建成规模 较大的城市污水处理厂之一。日处理污水4 0 万吨，占地面积4 4 4 亩，服务面积 7 4 4 1 公顷，服务人口1 3 0 万，工厂7 3 0 余家。主要承担天津市红桥、河北、河 东三个行政区域的两大排水系统的城市污水处理，本厂是中法两国政府技术合 作建设，全厂设施与工艺技术均达到国际二级净化的先进水平。东郊城市污水 处理厂鸟瞰图见图2 1 。工艺流程图见图2 2 。 东郊城市污水处理厂处理的工业污水占总处理水量的7 2 。当前接纳的工 业废水主要有印染废水、染料废水、化工废水、合成洗涤剂厂、制药中间体产 生的废水、以及各企业少量的生活污水。 东郊城市污水处理厂主要包括污水污泥两大处理系统，其设计指标为：进 水c o d c r 7 0 0m g l ，b o d s 2 8 0 m g 1 ，s s 2 4 0 m g l ，氨氮 4 0 m g 1 ，最低水温为 1 0 。c 。出水c o d c r 1 0 0m g 1 ，b o d s 3 0 m g l ，s s 3 0 m g l ，氨氮 1 0 m g 1 。 水处理单元： 污水通过管道，首先进入厂内，经过6 台垂直格栅除污机，去除污水中粗 大的漂浮物，通过6 台立式涡壳混流泵将污水提升到沉砂池前端，经过弧型格 栅去处污水中的浮渣，污水进入沉砂池，将污水中的泥沙分离，去除大于0 2 m m 的沙砾和漂浮在水面的浮渣后，污水进入初沉池，通过重力沉淀分离，去除水 中悬浮物，经初沉池的污水进入曝汽池( 生物处理单元) 污水在池中通过微生 物的净化作用，达到去除有机污染物的目的( 污泥通过初沉污泥泵房将初沉池 的混合污泥输送到污泥处理单元) 。经过生物处理后的净化水和活性污泥的混合 液经重力作用到二沉池进行分离，澄清的水经出水计量槽计量后排出，也可再 经回用水车间的加氯处理回用于本厂的生产和生活。活性污泥经回流污泥泵房 提升返回曝气池去降解污水中的有机物。 第章末郊城市污水* 理j 简升 污泥处理单元： 混合污泥进入浓缩池，使污泥固体含量达3 , - 4 ，然后由浓缩污泥泵房的杜 塞泵送到一缴消化池进行厌氧消化，有机物进一步消解，气化成沼气。沼气经 沼气罐储存，调节后供给沼气锅炉和沼气发电机使用。沼气发电机对沼气能回 收利用井能产生电能并入市电网。消化后的污泥呈液状，含水率高，经脱水机 房压滤机脱水，使其成为体积小，重量少，便于运输的泥饼。 图2i 东郊，i 承处理厂鸟暾图 毽 第二章东郊城市污水处理厂的简介 第二节东郊城市污水处理厂工艺特点 2 2 1东郊城市污水处理厂工艺流程 东郊城市污水处理厂采用常规活性污泥法处理污水。其生物处理单元有曝 气池4 座，单池长6 8 m 、宽6 4 m 、水深5 2 m ，容积2 2 6 0 0m 3 ，分8 条廊道，每条 廊道宽8 m ，首尾相连。其中三座采用常规活性污泥工艺，每池处理水量 1 2 0 0 0 0 m 3 d ，最大1 4 0 0 0 0 m 3 d 。一座( 1 0 6 - 4 池) 用作生物脱氮工艺试验场，处 理水量6 0 0 0 0 m 3 d ，最大7 0 0 0 0 m 3 d 。工艺流程见图2 2 东郊污水处理厂工艺流 程图 图2 2 东郊城市污水处理厂工艺流程图 2 2 2 东郊城市污水处理厂a 0 生物脱氮工艺 我厂采用前置反硝化h o 生物脱氮工艺，其中前置反硝化在缺氧条件下运 行，含氮有机物的氨化和氨氮的硝化在好氧条件下运行。缺氧池进行反硝化反 应后，出水中的b o d 。返回好氧池中进行进一步降解和硝化作用。在前置反硝化 生物脱氮系统中同时存在着降解有机物的化能异养菌群、反硝化菌群。进入缺 氧池的污水，由反硝化菌在反硝化反应过程中对碳源的利用导致c o d 。，和b o d 。 第二军东郊城市污水处理厂的简介 浓度下降，氨氮的浓度由反硝化菌的微生物细胞合成作用导致下降，n 0 。一的浓度 因反硝化作用而大幅度下降。在好氧池中，随着硝化作用的进行，n o 。一浓度快速 上升，氨氮浓度降低，在好氧微生物代谢作用下，c o d 。和b o d 。浓度大副降低。 a 0 生物脱氮工艺，水力停留时间为9 小时，普通曝气为4 5 小时。二沉池 的负荷也相应降低。缺氧段的停留时间为3 0 分钟，设有5 台水下搅拌器，成折 线推流式布置，供氧系统引进单级高速离心鼓风机，硝化区的曝气器呈渐减布 置，控制出水的溶解氧浓度为2 m g 1 。回流污泥回流比加大到1 5 0 ，以满足脱 氮区对n 0 3 一n 的需要。在运行过程中未设置内回流。考虑到冬季水温低时硝化区 容积可能满足不了充分硝化的要求，在脱氮区后1 3 段安装了震动曝气器，必 要时可以采用。主要设计参数见表2 1 。 表2 1a o 工艺设计参数表 工艺参数名称参数值工艺参数名称参数值 a ：o ( 缺：好) 容积 1 ：4 3 设计水量6 万吨天 水力停留时间 9 h rm l s s 4 9 l 缺氧池停留时间 1 7 1 1 r 缺氧区 2 0 m g 1 平均水温1 0 泥龄1 5 8 天 脱氮试验池设计出水质：b o d s 为2 0 m g 1 、s s 为3 0 m g 1 和n i - h + _ n 为5 m g l 。 a o 工艺流程图见图2 3 。 图2 3a o 工艺流程图 7 第二章东郊城市污水处理厂的简介 第三节东郊城市污水处理厂水质分析 东郊城市污水处理厂设计进水水质是根据1 9 8 6 年进入我厂的五座污水泵站 水质指标的全年监测分析后决确定的。处理的工业污水占总处理水量的7 2 。 当前接纳的工业废水主要有印染废水、染料废水、化工废水、合成洗涤剂厂、 制药中间体产生的废水、以及各企业少量的生活污水。进水水质较设计时期已 有较大的变化。 表2 2 污水厂水质分析统计表和图2 4 污水厂水质分析统计图就2 0 0 5 年到 2 0 0 8 年东郊城市污水处理厂的进出水水质( 月均值) 进行了统计，从统计表中 可以看出进水水质变化较大，且进水水质平均值均高于设计标准。出水水质除 氨氮、总氮外均能达到城镇污水处理厂污染物排放标准( g b18 9 18 2 0 0 2 ) 二级 标准的规定要求。见表2 3 基本控制项目最高允许排放浓度。 表2 3 基本控制项目最高允许排放浓度( 日均值) 单位：m g t , 序一级标准 基本控制项目二级标准三级标准 号a 标准b 标准 1 c o d 。 5 0 6 0 1 0 01 2 0 2 b o d 5 1 02 03 06 0 3s s1 02 03 05 0 4 动植物油 1352 0 5 石油类 1351 5 6阴离子表面活性剂o 5125 7 总氮( 以n 计) 1 52 0 8 氨氮( 以n 计) 5 ( 8 )8 ( 1 5 )2 5 ( 3 0 ) 总磷2 0 0 5 1 2 3 1 前建1 1 535 9 以p 计2 0 0 6 1 1 起建 o 5135 1 0色度 3 03 04 05 0 1 1 p h 6 9 1 2 粪大肠菌群数( 个) l 1 0 31 0 4l o 2 0 0 8 年天津市地方标准要求已建成的城市污水处理厂进行改造，执行 g b l 8 9 1 8 中一级b 标准。 8 第二章东郊城市污水处理厂的简介 表2 2 污水厂水质分析统计表 b o d sc o d c r s s n h 4 + 一n tn t p 日期 进水出 进水 出 进水 出 进出水进出水进出 0 5 12 8 51 95 9 07 86 7 92 15 2 53 8 77 6 5 3 3 2 o 8 9 0 5 25 4 52 3 6 0 27 24 6 01 95 8 93 9 98 2 95 5 93 30 8 0 5 33 8 1 2 38 0 49 17 7 22 56 1 14 6 68 16 74 60 9 0 5 - 44 2 6 32 6 91 3 1 99 01 6 6 32 07 0 76 4 29 0 9 7 4 8 1 1 71 2 0 5 53 2 2 62 0 6 1l 7 8 7 1 71 36 8 。95 5 。48 36 7 28 61 4 0 5 63 6 12 21 1 9 47 96 7 885 6 84 97 8 36 3 98 71 7 0 5 73 0 11 97 3 86 9 4 6 2 7 4 0 12 6 56 0 44 3 8 4 3o 9 0 5 81 7 l1 54 8 06 74 6 093 91 4 65 7 63 23 71 8 5 0 5 94 6 91 55 9 77 14 3 81 13 5 41 86 4 93 5 43 50 9 8 0 5 1 03 9 41 46 2 27 05 9 41 05 43 6 88 74 8 73 6o 9 0 5 1 14 6 71 96 9 47 35 8 01 35 1 93 7 57 6 64 5 73 21 0 5 1 23 2 6 2 2 7 4 77 86 7 71 65 7 83 9 57 84 83 4o 9 0 6 13 4 32 37 7 37 36 7 51 74 9 93 5 67 7 64 5 43 31 2 0 6 - 23 6 52 17 9 97 47 3 31 35 5 43 9 18 85 4 83 3o 9 0 6 。34 0 91 97 8 87 67 3 71 95 6 53 8 58 6 45 63 2l 0 6 43 9 32 07 5 28 86 8 71 85 3 33 7 58 6 15 8 23 31 2 0 6 53 6 62 27 8 58 47 5 71 96 1 93 8 58 3 65 93 91 1 0 6 64 7 81 38 5 77 l8 7 91 05 83 6 48 8 85 83 3o 8 0 6 73 5 9 1 57 9 97 2 7 8 21 25 2 12 87 7 54 6 65 71 0 6 83 8 61 58 0 07 56 0 31 56 1 32 78 2 25 33 8o 9 0 6 95 3 51 68 5 37 4 8 5 91 27 1 32 6 51 2 75 51 1 91 5 0 6 1 04 4 61 77 4 77 67 0 31 27 6 53 6 31 2 96 62 11 4 0 6 1 13 1 41 06 7 77 2 2 4 8 9 6 6 2 3 9 1 9 65 8 1 0 31 2 0 6 1 24 1 81 79 4 86 76 1 81 36 3 53 8 71 0 56 02 0 92 8 0 7 13 l l1 66 7 66 93 9 01 l6 3 33 7 49 75 51 20 8 0 7 22 9 61 85 8 68 42 5 91 06 2 34 08 75 47 50 8 0 7 32 8 91 76 1 47 72 2 91 06 1 33 9 78 15 17 80 8 0 7 - 43 2 81 76 7 67 74 5 81 37 4 43 9 61 0 66 88 30 9 0 7 52 7 71 55 9 36 92 9 3l l5 7 93 6 78 36 97 5o 7 0 7 62 9 l1 35 7 26 03 1 495 2 73 6 17 95 55 91 9 0 7 72 7 01 35 6 25 52 7 185 3 22 4 27 74 76 12 6 0 7 82 6 81 55 3 16 23 4 974 6 52 1 76 84 15 72 4 0 7 9 2 2 81 5 4 6 3 6 1 2 7 2 64 5 92 4 47 25 14 8 2 1 0 7 1 01 9 41 33 8 26 12 0 264 8 63 5 46 24 64 52 1 0 7 1 l2 0 71 44 1 46 42 1 565 2 43 8 77 15 15 61 7 0 7 1 22 7 41 76 l l 6 4 3 7 295 8 13 8 38 06 08 61 3 最大 5 4 52 6 91 3 1 99 11 6 6 32 57 6 56 4 21 2 97 4 82 1 2 8 最小 1 7 l1 03 8 25 52 0 263 5 41 4 65 7 63 23 80 7 平均 3 4 7 61 7 57 0 9 47 2 85 7 7 61 2 65 6 93 6 38 4 05 4 29 31 - 3 9 第三章生物接触氧化法的工艺和特点 第三章生物接触氧化法的工艺和特点 第一节生物接触氧化法工艺 生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物 接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的 氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。1 9 世纪 末，德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，没有适 当的填料，未能广泛应用。至l j 2 0 世纪7 0 年代合成塑料工业迅速发展，轻质蜂窝状 填料问世，日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。研究领域涉及填料 选材、氧传递机理、新型反应器的研制与开发，微生物选育和挂膜等多方面。 随着工艺技术的逐渐成熟，应用领域也更加广泛，用于处理生活污水、城市污 水、微污染源水、某些工业有机废水如石油化工、农药、印染、轻工造纸、食 品加工、发酵酿造、制药等行业排放废水，甚至像苯酚、丙酮等一些难降解的 有毒废水。中国在7 0 年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，并已 在生产中应用，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积 小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的城市污水处 理系统。 3 1 1 生物接触氧化法的工作原理 生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜 吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到 净化。其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，充氧的污水浸没 全部填料，并以一定的流速流经填料。填料上长满生物膜，污水与生物膜相接 触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污 水得到净化。池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触， 避免污水与填料接触不均的缺陷。池内的生物固体浓度( 5 1 0 鲈) 高于活性污 泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷( 可达2 啦3 0 k g b o d 5 m 3 d ) 。 生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。 一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤 第三章物接触氧化法i 祁特a 池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一殷生物滤池靠自然通风供氧， 相当于在曝气池中添加供微生物柄附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触 曝气池。三是池内废水中还存在约2 5 的悬浮状态活性污泥，对废水也起净 化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生 物膜法和活性污泥法的优点。四是池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原 生动物和后生动物组成。在活性污泥法中，丝状菌常常是影响正常生物净化作 用的因素；而在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增 加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化 能力，对水质负荷变化有较大的适应性，所以是提高净化能力的有力因素。 附着在填料表面的生物膜对废水的净化作用如图3 一i 所示，最初稀疏韵细菌 附着于填料表面，随细菌的繁殖逐渐形成很薄的生物膜。在溶解氧和有机物充 足的条件下，微生物繁殖十分迅速，生物膜逐渐加厚。通常为1 5 - 2 0 毫米当生 物膜长到一定厚度时，溶解氧无法向生物膜内扩散，好氧菌死亡，厌氧菌得以 繁殖，当厌氧菌数量也开始下降时，生物膜附着力下降，生物膜脱落。同时新 的生物膜叉重新生长。这个过程在生物膜发展的每个阶段都同时存在这就保 证了去除有机物的能力处于一个稳定的状态。 幽3 1 填料上生物麒的构造( 剖面幽 第三章生物接触氧化眭的i 岂和特点 31 2 生物接触氧化池的基本结构： 生物接触氧化池工艺流程如图3 , 2 ，原污水经初沉池进入接触氧化池，经生 物处理后流入二沉池，再次泥水分离后，出水排出。各阶段的污泥定期排走。 幽32 生物接触氧化工艺流程 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺， 其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流 动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污 水与填料接触不均的缺陷。其中心处理构筑物是接触氧化池，接触氧化池是由 池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。池体用于设置填料、布水布 气装置。池体可为钢结构或钢筋混凝土结构。由于池中水流的速度低，从填料 上脱落的残膜总有一部分沉积在池底，池底可做成多斗式或设置集泥设备，以 便排泥。 国内常用的接触氧化池是直流式接触氧化池( 图3 3 ) ，是在氧化池填料底 部直接鼓风曝气。生物膜直接受到上升气流的强烈扰动，更新较快保持较高 的活性：同时在进水负荷稳定的情况下，生物膜能维持一定的厚度，不易发生 堵塞现象。一般生物膜厚度控制在1 毫米左右为宜。该法中微生物所需氧由鼓风 曝气供给生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代 谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落。并促进新生物膜 的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。生物膜受到上升气流的冲击、 搅动，加速脱落、更新，使其经常保持较好的活性，可避免堵塞。 第= 章生物接艟氧化法的i 艺和特点 m m i 【 k m c e * 图3 3 外循环直流式接触氧化池 313 工艺特点 优点： l 、处理效率高，对水中有机负荷变动适应性强、范嗣宽。由于填料比表面 积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，对冲击负荷有较 强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果。 2 、反应器中微生物浓度高，结构紧凑，生物膜适应性强，比较容易除去难 分解和分解速度慢的物质，运行稳定性好。 3 、生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链，微生物丰富，除细菌和多 种种属原生动物和后生动物外，还能够生长氧化能力强的球衣菌属的丝状菌。 4 、由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，有利于保持生物膜的 活性，抑制厌氧膜的增殖，能够保持较高浓度的活性生物量。 5 、设计和运行时所需的水力停留时间短，在处理相同水量的情况下，反应 器体积小，