（市政工程专业论文）生物絮凝强化一级处理高负荷生物滤池处理生活污水.pdf

生物絮凝强化一级处理十高负荷生物滤池处理生活污水 摘要 研究、开发和应用占溉小、基建费用低、能耗低的污水处理工艺，怒目前 城市污水处理工艺发展的方向。自然沉降为主体的一级处瑷污染物去除效攀低， 难驻有效蛾控制环境污染，为了掇高其去除率，必需强化一级处邂。本项目在 国内城市澎水生物一级处理强化技术研究的基础上，提出生物絮擞吸附+ 高负 蕊生耱滤滚组合工艺，逶过生物蘩凝吸附、生物滤沲两工艺优势蕊补，农大幅 度降低投资及运行费用的前提下，实现城市污水的达标排放。 研究络暴表甓： 生物絮凝吸附小试装援采用自行培养污泥方式，2 5 天左右污泥浓度基本上 达剃工艺要惑拳乎，c o d 去除率焱7 0 左寒，s s 去豫率簌7 秘8 e 左右。活纯 池内溶解裁为2 m g l 时c o d 、s s 去除效率最高，当溶解氟为5 m g l 时，氯氮 的去除率簸悫，溶艇氧对磷酸盐的去赊没蠢明显影豌。综会考虑，溶瓣氧缝持 在2 m g l 嘏为适宜。处理c o d 在4 0 0 8 0 0 的化粪池进水的效果明显低于c o d 在1 0 0 2 5 0 的生溉污水，离负荷遮转下受到低负赞冲击时，能改耱污泥浮淀吸 附性能，低负荷运行下能够耐受定的高负荷冲击。生物滤池+ 黼负荷生物滤 池处理出水c o d 均在4 0 以下，去除率平均为8 4 7 。磷敝盐去除率平均值为 6 5 ，5 。氨氮去除攀平均毽为8 7 。 生物絮凝吸附中试装鬣采用自行培养污泥方式，稳定髓c o d 去除率在7 0 焘露，s s 去豫率套8 0 左蠢。当污泥负蘅焱3 7 k g c o d k g m l s s 1 d 内聍，c o d 去除率相对稳定且去除率数值较高，氨氮、磷酸盐没有随污泥负荷变化丽产生 变缘夔贸爨鼹律。污淀囊垂爨褰 孛壹受荧戆缝力较强。隧滚燕酶罐熬嵩受赘釜物 滤濑的处理能力降低，生物滤池+ 搿负荷生物滤池处理出水c o d 均在4 0 以下， 去除率平均为8 7 。7 2 。氨掇鲍去除率平均馕为5 3 。4 。磷羧盐豹去豫率睾璃篷 为4 9 7 。 生物絮凝吸附装置污溅2 0 。c 鳃吸醛毪熊最婷，2 0 。c - 一4 0 c 之瓣吸附警籀爨 需时间随温度升高而延长，污泥和污水混含的初期就开始了吸附作用，在2 0 3 0 r a i n 之阉，霹这戮蔽瓣平餐，溪瞧污撬对悬浮佼有辊耪懿蔽辩髓能高予对溶 解性和胶体性有机物的吸附；对高浓度污水吸附性能高于低浓度污水的吸附性 能；静裁裁瓣污淀瓣蔽辩佟用有影响。 关键词： 生物絮凝、高负荷生物滤池、辩泥吸附性能、溜解氧、冲击负虢、 承力受搿 b i o f i o c c u l a t i o na n dt r i d d i n gf d t e rp r o c e s sf o rs e w a g e t r e a t m e n t a b s t r a c t i n n o v a t i v el o wc o s ke n e r g ya n ds p a c ee f f i c i e n ts e w a g et r e a t m e n tp r o c e s s e sa r e n e c e s s a r yt od e a lw i t ht h es e w a g et r e a t m e n ti s s u ei nc h i n a ，c o n v e n t i o n a lp r i m a r yt r e a t m e n ti s n o ts u f f i c i e n tt or e m o v em o s to r g a n i cp o l l u t a n t sf r o ml a ws e w a g e a ni r m o v m i v et r e a t m e n t p r o c e s si n c o r p o l a t i n gb i o f i o e c u l a t i o n ，f o re n h 赫c e dp r e t r e a t m e n t ，w i t ht h eh i g hr a t et d d d i n g f i l t e rw a sp r o p o s e di nt h i sr e s e a r c hp r o j e c t s t u d i e sw e r ep e r f o r m e dt ov a l i d a t et h ec o n c e p kt o d e m o n s t r a t et h et r e a t m e n te f f e c t i v e n e s sa n dt od e f i n em a j o rp r o c e s sp a r a m e t e r s a f t e r2 5d a y sc u l t u r i n gi nas e m i - c o n t i n u o u sb i o r e a c t o r , t h el a bp r o d u c e ds l u d g ew e s e m p l o y e di nb i o f l o c e u l a t i o np r e t r e a t m e n tw h i c ha c c o m p l i s h e d7 0 r e m o v a lo f c h e m i c a lo x y g e n d e m a n d ( c o d ) a n d7 0 - 8 0 r e m o v a lo f s u s p e n d e ds o l i d s 岱s ) w h e nt h ed i s s o l v e do x y g e n 徊l o ) w a sa tl e a s t2m g 甩i nt h es l u d g ea c t i v a t i o nt a n k , r e m o v a l so fc o da n ds sw e r ea t h eh i g h e s t 1 e v e l ，w h i l ea o f 5m 蚰w a sr e q u i r e dt of o re f f e c t i v er e m o v a lo f n h 3 - n ；d oh a dn oe f f e c t o n 砖o s p h a t er e m o v a l 。ad oo f a tl e a s t2 撙班w a st h e r e f o r ee m p l o y e di nm o s to f t h et e s tr u n s i nt h i sr e s e a r c h r e l a t i v et oal o wc o d ( i o o - 2 5 0m g n 一) f e e d , l e s so r g a n i cr e m o v a lw a so b s e r v e di nt r e a t i n g ah i g hc o d ( 4 0 0 - 8 0 0m g 几) t e e do fs e p t i ct a n ke f f l u e n t ；s u c hr e s u l t ss u g g e s t e da d s o r p t i o nw a s t h ed o m i n a n tc o dr e m o v a lm e c h a n i s m b i o f l o c c u l a t i n ge f f e c t i v e n e s si m p r o v e dw h e nt h ef i m d c o dd e c r e a s e d ；i tw a sr e s i s t a n tt oas h o c k i n gl o a d i n g b i o f l o c c u l a t i o na d s o r p t i o nf o l l o w e db y 协em 曲r a t et r i c k l i n gf i l t e rt r e a t m e n tr e s u l t e di naf i n a le f f l u e n tw i t hac o d 4 0 m r d l ；i t s a v e r a g er e m o v a lr a t e sf o rc o d ，p 0 4 ta n dn h 3 - nw e r e8 4 7 ，6 5 5 。a n d8 7 r e s p e c t i v e l y c o dr e m o v a lw a ss t a b l ea n dm o s te f f e c t i v ea ta no r g a n i cl o a d i n go f 3 7k g c o d k g m l s s d 。 t h et r e m m e n tp e r f o r m a n c ew a s a d v e r s e l ya f f e c t e db yi n c r e a s ei n f l u e n tf l o wl a t e w h i l et h e a v e r a g ec o dr e m o v a lc o n t i n u e da tah i g hl a t eo f8 7 7 ( e f f l u e n tc o dr e m a i n e db e l o w4 。 m r s ) ，t h ea v e r a g en h 3 - nr e m o v a lw a s5 3 4 a n dt h ea v e r a g ep 0 4 3 pw a s4 9 + 7 s l u d g ee m p l o y e di nb i o f l u c e u l a f i o ne x h i b i t e dt h eb e s ta d s o r p t i o nr a t ea t2 0 c b e t w e e n 2 0 - 4 0 c ，t h ea d s o r p t i o nr a t ed e c r e a s e da st h et e m p e l a t m x lw e n tu p ；a d s o r p t i o ne q u i i i b r i u mw a s a t t a i n e di n2 0 - 3 0m i n m e s o r g a n i cm a t t e r si ns u s p e n d e df o r m sw e r em o r e e f f e c t i v e l yr e m o v e db v b i o s o r p t i o nt h a n s o l u b l ea n dc o l l o i d a l f o r m s 。m i c r o b ei n h i b i t o rw a sh a r m f u lt ot h e b i o f l o c e u l a t i o np r e t r e a t m e n t k e yw o r d s ：b i o f l o c c u l a t i o n ，h i g hr a t et r i c k l i n gf i l t e r , b i o s o r p t i o uc a 2 p a h i l i t y ，d i s s o l v e do x y g 檄, h y d r a u l i cl o a d i n g 插图清单 整2 。l 污本与滚牲污淀混合曝气磊b o d 5 僮的囊纯动态6 图3 。l 连续戏实验王艺滚稷1 2 图3 2 小试试验装舞图o 1 3 图3 + 3 中试实验装鼹图1 3 图4 1 污泥浓度随培养时间变化曲线，2 0 图4 2s v i 随培养时间变化曲线2 l 图4 3 有机物浓度随培养时间变化曲线2 l 图舢4 有机物、s s 去除率随培养时间变化曲线2 l 图4 5 不同溶解氧浓度下c o d 去除率变化曲线2 3 鼙4 6 不同溶解氧浓度下s s 去除率变纯曲线2 4 强4 ，7 不同溶解氧浓度下s c o d 去除率交纯益线_ ，2 4 图4 ，8 不冠溶解氧浓度下c o d s s 去涂率交纯曲线2 5 圈4 * 9 不同溶解氧浓度下n h 3 - n 去除率变纯洼线2 5 图4 - l o 不同溶勰氧浓度下p 0 4 3 p 去除攀变忧整线2 6 图4 - l1 离浓度进水雌污泥s v 值2 6 嘲4 - 1 2 辐浓度进水时污泥s v i 值2 7 图4 1 3 高浓度进水时污泥m l s s 值2 7 阁4 - 1 4 高浓度进水时c o d 及其去除率变化曲线2 8 阔4 一1 5 高浓度进水时s s 及其去除率变化曲线，2 8 黼4 w 1 6 商浓度迸水时n h 3 - n 及其去除率变化曲线 瑟4 * 1 7 商浓度进永时p 0 2 - - p 及其去除率变化曲线。2 9 圈4 - l s 低浓度遂永时s v 交纯酪线3 0 怒4 一1 9 低浓度遴东辩s v i 蜜纯馥线3 0 图4 * 2 0 氛浓凄进农时m l s s 变纯鼗线3 1 阉4 - 2 l 低浓度遴水射s s 及其去躲率变他蘸线3 1 圈4 - 2 2 低浓度进水时c o d 及其去除率交纯鼗线3 i 圈4 - 2 3 低浓度进水时n h r n 及其去除率变化越线3 2 圈4 - 2 4 低浓度进水时p 0 4 3 p 及其去除率变化曲线f 3 2 阐4 - 2 5 进水浓度变化时c o d 去除率变化曲线+ 3 3 圈4 - 2 6 进水浓度变化时s s 去除率变化曲线，。3 3 瀚4 - 2 7 避水浓度变化时n h 3 - n 去除率变化曲线3 4 凿4 - 2 8 避尔浓度变化时p 0 4 3 乙p 去除率变化曲线3 4 溺4 2 9 遴东浓度变讫时s s 去除率变化曲线3 5 窭4 3 0 进求浓度交纯薅c o d 去豫率变纯曲线。j 3 5 图4 3l 进水浓度变化时n h 3 n 去除率变化曲线3 6 翻4 3 2 迸水浓度变纯时 0 4 3 - _ p 去除率变化曲线3 6 雕4 3 3 滤漶迷本示意鼹3 7 图4 3 4 滤池c o d 及其去除率变化曲线3 7 囫4 - 3 s 滤池n h 3 斛及其去除率变化曲线。3 8 匿4 3 6 滤池p 0 4 3 砷及其去涂率变纯魏线3 8 隧4 3 7 滤池c o d 及其去除率变化曲线3 9 图4 3 8 滤池n h 3 - n 及其去除率变化曲线3 9 圈4 3 9 滤池p o a 3 p 及其去除率发化曲线 爨1 毒1 4 c o d 及冀去除率交纯簦线4 0 图4 4 1p 0 4 3 p 及其去除率变化曲线。4 l 图4 _ 4 2n h 3 州及其去除率变化曲线4 l 图5 - 1 污泥浓度醚培养时间褒亿曲线4 2 圈5 - 2s v i 隧培莠避阕变纯热线4 2 图5 - 3 有机物、s s 去除率随培养时间变化曲线4 3 圈5 - 4 污泥负荷与c o d 去除率的关系4 3 圈5 _ 5 浮涯负荷与s s 去除率的关系4 5 图5 - 6 澎泥负藏与n h 3 - n 去除率豹关系4 6 图5 7 污泥负荷与p 0 4 3 p 去除率的关系_ 4 6 图5 - 8 迸水浓度变化时c o d 去除率变化曲线4 7 蜜5 - 9 遴零浓度交位辩n 珏3 越去豫率交纯魏线4 7 图5 一l o 进水浓度变化时p o ? - p 去赊搴变化曲线4 8 图5 一l l 高负荷生物滤池俯视和剖圃图4 8 盈5 - 1 2 生物膜形成过程4 9 图5 - 1 3c o d 及其去除攀睫臻葬对露夔纯嫠线5 0 图5 - 1 4n h 3 - n 及其去除率随培养时阔变化曲线5 0 图5 - 15p 0 4 。巾及其去除率随培养时间变化曲线5 0 蘑5 1 6 流量为1 1 藉m 时c o d 及其去滁率交化曲线5 l 图5 - 1 7 滤量为1 5 搬3 趣懿c o d 及其去豫率交纯整线5 1 图5 - 1 8 流量为2 0 m 3 h 时c o d 及其去除率变化曲线。5 2 图5 - 1 9 流量为1 1 m 3 m 时n h 3 一n 及其去除率变化曲线5 2 鼙5 - 2 0 瀛量为1 5 m 强辩n h 3 - n 殿箕去除率变化穑线5 3 图5 2 l 流量为2 0 m 3 h 时n h 3 - n 及其去除搴交纯垂酲线5 3 图5 * 2 2 流量为1 1 m 3 m 时p 0 4 3 p 及其去除攀变化曲线s 4 豳5 - 2 3 流量为1 5 m 3 h 时p 0 4 3 - p 殿其去除举变化曲线5 4 图5 - 2 4 潦羹鸯2 0 m a h 时p o a 3 p 及其去除率变纯曲线5 5 图5 2 5c o d 及其去除率变化曲线5 5 图5 - 2 6 n h 3 - n 及冀去除率变位曲线：5 6 国s 一2 7p 0 4 ：3 p 及熟去除率变化曲线5 6 图6 - 12 0 时间对浮泥吸附的影响5 8 图6 - 23 0 4 c 时闯对浮泥吸附的影响。5 8 图6 - 34 0 时间对浮泥吸附的影响。5 9 强6 4 温度辩污泥汲附的影响5 9 图6 5 弗里德里胥髂温拟合线。6 l 燕6 - 6 朝格缪零等滋缀合线6 1 表格清单 表1 1 废水及主要污染物排放统计2 表3 l 第一臻段连续式试验黥进零拳震。1 4 表3 2 第二阶段小试连续式试验的进水水质1 4 表3 - 3c o d 的分类1 5 表3 - 4 主要实验设冬、纹器、零孝料及其数曩1 6 袭3 5 测试项目与分析方法1 6 表6 - 1 污水永质一5 7 表6 - 2 进水水质对污泥吸附的影响 表6 - 3 抑制剂对污泥吸附的影响6 1 褒6 2f r c t m d l i c h 稻l a n g m u i r 吸辩常数6 0 表7 - l 传统生物除磷机理图6 7 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 攒我所知，除了文中特剐加以标渡和致谢的地方外，论文中不包禽其他人已经发表或撰写 避匏研究成果t 也琴包含兔获终 盒l 三塑态堂或冀链教弯撬梭豹学位凌_ i 芷书磊使 用过的村料。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咀确的说明 并表示谢意。 学位澈作者虢和赢 签字日期：孙5 年二月f 呼日 ， 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者究全了解佥8 巴至些杰堂肖关保鼹、使用学位论文的规定。有投保留 并向国家有关部门或机构遴交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权量 l 歪些叁鐾霹以将学位论文雏全部或静势藩骞编入霄美数据库进行检索，可鞋采角彩窜、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解镦后适阐本授权书) 学位论文作者签名： 签字目期：) 归b 年工月哆鼹 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 逶讯地址： 导师签名：( 1呵 签字基裁：扣辞 弼c ，鑫 | 电话； 邮编： 致谢 至此论文完成之际，我要向我的导师徐褥潜教授表达我最为诚挚的谢意! 黉器扶徐教授三年，我受益淫浅，拖广薄酶学谈、严谨的治学态度、高尚的人格 魅力以及对学生无微不至的关怀，粼蠖我终生难惠! 感谢安徽建筑工业学院刘绍根副教授在我的学习、实验研究及撰写论文过 程中给予的无私帮助和教诲。 感谢孛藿科技大学翕汉青教授、安徽建筑工数学院黄显怀副教授给本实验 研究提供的支持与帮助。 感谢华东理工大学资环学院应维琪教授对论文提出的宝贵意见以及对我的 帮劲稻启发。 述耍感谢倪薅杰、王寓寒、汪飞跃、李鹦、饕李源戳及我靛塞友孙抗蘩、 王荻同学给予我的帮助。 感谢在我成长过程中给予我指导、帮助和关心的老师、间学和朋发。 我簧惑谣 我黥父母和瓣友，感谢德霄】这些年来在学娩上对我的支持，在精 享枣上绘我的皴舞，在生活上对我的照颞，链键是我力量煞源泉，糟专孛鹣毒掩， 最后对本论文的评阅人和答辩委员们的帮助和指导袈示衷心的感谢 捧者：李踩瑗 2 0 0 6 年1 月2 8 日 第一章前言 水作为大自然赋予人类的宝贵财富，早就被人们关注。它既是地球上重要 瓣生态系统，又憝久类赖戳生存静霪要嶷源之一，备种天然永系是工农业和生 活用水的来源，又是接纳各釉处理过或来处理过废水、浮水鲍对象，还能借以 发电和行舟。 毽是人餐经常使薅“承淡源”一谲，却燕逛一二+ 霉静事。关予东资源的 含义，有几十种乏多，较普邋的说法是搬“可以供人们经索取用、逐年可以恢 复的水量”。也就是通常所指的淡水资源。水资源是人类调查了解得最清楚的资 源，终不会像煤、铁、嚣涟等资源臻榉餐薮戆大发现两改交数鬟结孛蟹秘务舔。 近期世界范围内由于人翻和经济快速增长，引起生活用水朔生产用水量剧 灞，永污染闽题目益严莛，鼠灾难性气候变化频繁发生，使水资源暾乏己成为 不蜜等阕援乏妁联实。水危樵已经是全球性数事实。无数考识之必蘧姨。幢 忡。早在1 9 7 7 年联合国就召开水会议，向全世界发出严正警告：水不久将成为 个深翔静丰主会危梳，继石潮危祝之后静下一个危视便是水。粑水肴成取之不 尽、用之不竭的时代已经过去，把水当成宝贵资源鹣对代基经到来。 1 1 我鬻承羹潦瑰跃 我国水资源基本特点n 】： 1 ) 入均拳资添占舂爨猿少 2 ) 水资源在地区上分布极不均匀 3 ) 水资源补给年内匈年际变化大 水土资源区域分凑与垒产力蠢是誉穗嚣瘫 随着我圜人口的增加，经济的发展和城市化进程的加快，我国水资源形势 将菱为严唆，求桶部茇袋研究中心副主任黄河：我秆j 现在工业阁水的重复箨1 j 用 攀是0 6 2 ，但发达国家一般是7 0 垄u8 0 ，我l | 、 农数灌溉用承鸯效裂愿系数是 0 4 5 ，发达国家一般能达到0 6 。而随着居民生活用水的比例逐年增长，城市生 滔蔫承浪费姜越发突密，佼供承管黼蘸雷滴漏的损失就达2 0 以上i 戮。随着我 国人口增长和经济发展，水利部预计我国燎在2 0 3 0 零左右达至4 耀水熹蜂，继诗 用水量将逼近可乖j 闱水爨的上限。 1 2 我国水环境污染现状 由于久翻豹快速增攘、享圭会经济浆不凝发浸，不仅对绢永鹣需隶蓬丈大增 加，而且污水的排放量岛日俱增，从而使人类丽临着更加紧迫的水量塑羁水质 型水炎源不足阚题。 我国求体求痿总体上星恶仡趋势。2 0 0 0 年全涵污水捐 放量为6 2 0 亿立方米， 其中避8 0 * 0 朱经处理盔接排入江河滴瘁永域。北方一些地区“有河皆千，有水 啻污”，南方许多重要河流、潮泊污染严重。 中国七大永系极大部分河段污染严重，8 6 的城市河段普遍超标。搬统计， 百前垒国7 0 以上的河流湖泊遭受不同程度污染，水污染不仪加剧了水瓷源的 短缺，水质的恶化严重威胁萧人民群众的身心健康。据初步调鹰，全国枣7 亿 多人饮用大肠杼菌超标的水，1 6 4 亿人饮用有机污染严蓬的本，3 5 0 0 万人饮用 硝敬盐超标的水，6 3 0 0 多万人饮用毫氟水，2 0 0 万人饮用裹辨本，3 8 0 0 多万 人饮用苦咸水，1 9 亿人饮用水蠢害携壤含量趣檬，斑驳虫病嚣约1 1 0 0 多万入 饮农不安全。 我国年捧放生滔污求慧量在逐年增加，2 0 0 0 2 0 0 4 年全国废水 j 放及c o d 撩赦状况纠对爨：琵表l - l 表1 - 1 废水及主要污染物排放统计 t a b l e1 - 1s t a t i s t t e so f w a s t e w a t e ra n dt h em a i np o h u t i o n 根据统计，我国的江溅潮泊鬏出库孛，已经受污染鹣约占8 2 3 ，全国有 蠖测系统蛇1 2 0 0 条溜淀孛，溅有8 5 0 条受爨污柒。摇全国2 2 2 2 盆铡站的盆测 结果显暴，我瀑七大零系符合鑫鹜面永环境旗量标准i 、i i 类仪占3 3 2 ，符 会毽类标准的占2 8 9 ，属于、v 类标准的占3 8 9 。在统计的1 3 8 个城市 酒段有1 3 3 个河段受蓟不同程度的污染，占统计总数的9 6 4 ，属于超v 类水 麓的有5 3 个河段占3 8 ，属v 类水质的2 7 个河段占2 0 ，属类水质的2 6 个河段占2 0 ，i i 、i i i 类水质的仅占2 3 。我阑现有的淡水瓷源3 4 5 5 0 亿吨， 其中地袭水2 6 0 0 0 亿吨，按每立方米水资源价0 , 2 元，仪她表水污染造成鹊损 失4 2 7 8 亿元，而凝治理这些水按吨1 0 0 0 元，共器投资2 1 3 9 8 0 0 0 亿元，哥冕 由于水污染造成的损失是何等臣大，褥要涎理赞是裁燹大了。 1 3 我国涎水处理厂现状 截止1 9 9 8 年底，我国现有淄水处理厂1 8 7 座，年处理能力4 3 亿吨。我国 平均6 6 8 万入稍有一座污永处理厂，而美国每万入就拥有一座污水处理厂，瑞 典每嚣手入载簿一瘫污窳处理厂。霹怒我溷懿污零处毽建设远逡落藩子发达冒 家。其处理能力与实际爨要棚差蔟远，仅蠢的1 8 7 癜污本处理厂缝大郝分是一、 二级污水处理。我豳的污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程 度低等缺点。鼬前我国现存污水处理的设铸运行状况是1 ，3 送行难常、l ，3 不正 常、1 3 处于停止状态。这使污永处理厂的运转率只能达到5 0 ，这是个十分 严重粒趣爨。 尽管，随麓改革开放步伐的加快，我黧也弓l 进了一牲国钋憋没答，然霖这 些设备价格十分昂贵，如果众面引进因外的设备，一方面巨大投资难以承受， 舅一方面也不利于我国污水处理设备制造业的发展。 耱着缀济酌发矮，我蓍中小城市的数蟹持续增加，歪1 9 9 9 年己发展到近 6 0 0 瘗，总人口终为2 2 7 0 0 万人，污承捺敖量遮裂3 1 2 1 万m s d ，年逶灌6 5 谶9 0 的污水来经处理囊接排放，造成了水体的严莛污染影响了人民熬健瘫秘 工农业生产f 4 1 【扪。 1 4 城帮污零稀纯一级鲶理静发麓莆豢 程城市污水处理中，以沉淀失主的一级处理对囊枕物驰去除枣较低，悬浮 固体s s 去除率一般为4 0 6 0 ，b o d 5 去除率仅为2 0 3 0 ，c o d 去除率 为5 0 左右。以自然沉淀为主体的一级处理虽然具有工装投资少、能耗低的优 纛，终嚣其污染物去豫率较低丽难戳有效控制城市永环境持续污染的发展状况。 国瞧是兹对城枣污水处龚技本爨磷究大多偏重予二缀处理。二级生耪楚瑾，特 别是传统涵性浮泥法，基建费用大，自耗糍，对于我国这样个建设炎金霸毙 源都严重不足的发展中国家来说，短时间内很难普及。据统计f 6 】，我阑已建成 的藏市污承处理厂中就有7 0 左右因运转费用高而不能砸常遮转，正常运转率 滏不是3 0 。嚣辩镬是美国等发= 逸国家，像有不少入对废永处理的高能耗提出 异议。多数研究考鄙极力在健统二级处理工艺黪基戳土，寻找一定途径降低楚 理费用，以缓解我国城市污水处理领域长期被资金爨执制约鲍状援，这些獗究 尽管也收到了一定的效果，但由于二缀处理本身的特点( 商机物氧化分解澌限， 大幅度降低费丽已被证弱可能性不大。因而研究和开发“高效低耗”的污水处 理技术县有霪要垂冬瑗实意义。城市海东强纯一缀处理能够黼减较大的污染负荷， 减缓水环境的污染，因露近几年卷撂至国内步 黪保工幸笮者黪广泛关注。餐这鎏 研究均为实验室或者中试阶段，尚未工业化，另夕 这些处理技本蛉作粥圾理还 有待进一步深入研究。 苗前国内井生物絮凝工艺的的发展情况如下： f 1 ) 擞物絮凝工艺的研究还凳子初期阶段。 叠前纹对污泥浓度、停餐辩闻和反疲器等部分影响辫予进彳亍了研究，对于 溜艇蕊、苓燃承震污东、冲鑫受慧、污涎受蔫等重要影糖禹素溅未嚣震系绕靛 实验硬突。 生物絮凝工艺的实际应用 生物絮凝工艺研究的最终目的是将其运用到实际的污水处理工程中。但生 物絮凝工艺还处于实验室研究阶段。 ( 3 1 对于生物絮凝工麓中污泥的吸附性能及物化性质没有系统的研究。 ( 4 ) 生物絮凝工艺的数学模型 运用现代数学、生化知识和计算机技术，并结合实验数据，可以建立生物 絮凝的数学模鼙，为将来生物絮凝的工业化生产和自控运行提供科学的指导。 餐由于宝耱絮凝梳瑗浅无定论，因魏，生物絮凝模黧尚无法建立。 l 。s 本潆题黪提线、研究基瓣、意义及肉容 1 5 。l 课题的提出 基于我国城市污水处理现状_ 秘存在的闻题，研究、开发_ 苇口应用占地小、基 建费用低、能耗低的污水处理工芑，是城市污水处理工兹发展的方向。般来 说，城市污水级处理的基建费和运行赞约为二级处理的2 5 - 3 0 和3 0 , - , 5 0 ， 而一级处理对b o d 和s s 的去除率分别为2 0 , - 4 0 和5 0 - - 6 0 。因而，在相同的 投资情况下，一缀处理污水鬣可达到二级处理的3 0 倍，s s 去除总鬣约为二级 筵理鼢2 倍，b o d 韵去除总萤约为二级处理的1 5 倍。因此，在资金短缺的 情况下，般先建立一级楚鬻厂，去除一部分污染物，一定程度上缓解环境污 染，以屠胃奁一级赴理静基懿上完善减二缀处理。毽激秘然沉降为主体的一级 处理处理污染物去除效攀低，难黻有效蟪控谁环境浮染，为了掩商箕去除率， 必霈强化一级处理。褥对于鑫经建成戆二缀娥理生椽处爨厂，可以遴过强纯一 级处理作为预处理，减二级处理灼受蕊，降低其髓糕。骥此，一级强纯技术逐 步受到国内外学糍的关注，成为新的研究热点。生物絮凝捉淀技术燕强纯一级 处理技术的一种经济而有效的方法。生物絮凝吸暾工艺不必投热经每外部药裁， 运行费用较低，生活污水与荐生污泥进入絮凝池，污水中的悬浮淡和胶体类污 染物质被l 瑷附絮凝而进入微生物絮体，混合液进入沉淀池实现固液分离；沉淀 污泥在再生池内籁时曝气，产生微生物絮凝物质，从而恢复微生物的生物吸附 絮凝活性，再生搿的污泥闻流至絮凝池。实验室研究成果表明，当污水的停馏 时间为o 5 h ，沉淀时间为l 1 5 h ，再生时间为2 3 h 时，c o d 和s s 去除率可 达6 0 9 缸7 0 靼7 0 8 0 。 1 5 2 谦蘑的研究秘豹耧意义 城市污水是城市水环境污染的生要柬源，解决城市污水污染的根本措施是 逑设集串城帑污承处理厂。毽豢鬟鹣叛变裙笼淫为_ 荛俸王艺静二缀城市污永处 理厂需要大爨的投资和瓶额逐彳亍费用。我国经济能力有限，需要建设的污水厂 数量很大，阐家负担很簸。目前的状况熬污水厂建设进程缓慢，已建成的二级 涎本处理厂爨资金润遂蠢些我无法菠常遂孬。因此，城常污窳一缓瓤理强纯技 术的研究引越我国水处理工程界的关注和重视，若能用投资及运行费用较低的 措施强化一级处理效果，用较少的投资削减较大的拇染负荷，将取得较好裔勺投 资环境效益。垦懿，国魄重点开发涎城露海水一级处理强犍按本毒像学强纯一 缀处理工艺、水解艘化正艺、生物絮凝吸附工蕊、a b 两敬活性污泥法a 段工 芑等，这些按术均能用较少的投资潮减较大的污染贸荷，但函备自存在这样或 勇样的问题藤缺乏政府的政策支持，在全国大覆积攘广毂瓣援趱不成熬。 本项目校国内城市污水一级处理强化技术研究的基础上，提出生物絮凝吸 辫+ 高受蔫鸯耪滤洼组合工艺，透过生穆綮凝壤附、生扬滤池两工艺优势互补， 在大幅度降低投资及运行费用的前提下，实现城市澎水的达标1 4 放。这就使褥 中小城市和欠发达地区在资金短缺的情况下，也能尽快兴建城市污水处理厂， 竣较少菠鼓瓷裁减较大爨蕊污染受耱，这对我滠这样经济滏不发达蔼环境污染 又较严煎的国家，具有十分重舞的现实意义。 1 5 3 谍题蛇囊要磷究虫蜜 生裙絮凝吸辩强纯一级娃理技术+ 垒裙膜过滤娥理小城镇涌水试验主要研 究内容蠢： 1 、对试骏小试、中试培养驯化活性污泥和生物膜。 2 、疆究，j 、 式、牵试盔物絮凝啜附工麓在溶解氧、承潢、冲赉负荷、污漉负 荷变化情况下的处理能力。 3 、研究生物絮凝吸附工艺活性污泥的吸附性能及环境条件变化对污泥吸附 戆缝瓣影酶。 4 、离负荷生物滤池处理生活污水情况及生物絮凝吸附+ 高负蕊生物滤池整 体受单闵子影响下的运彳予情况。 第二章生物絮凝工艺和高负荷生物滤沲概述 2 1 生物絮凝工艺概述 2 1 1 生物絮凝工麓提出 人们很早就观察到了吸附现象，但是第一次患量的双测是s c h e e t e 7 萋b f o n t 姐a 硝分别在1 7 7 3 年和1 7 7 7 年所作的木炭和黏土吸附气体的试验【9 】。而对 活往污淡蔽辩佳黥迸苻定量研究酌粼憝变寮瓶。 史密疑辨搀会寿溶解性鞠 溶解性混会毒搬物瓣污拳秘活性污泥一递进行 曝气，发现浮水的b o d 5 值沿曝气时间的降解工况璧图2 - 1 所示的状态【lo j 。在 活性污混系统内，在污水开始与活性污泥接触磁的较短时间( 5 1 0 m i n ) 内， 污承 圈2 - 1 污承与满性污泥滢备睡气后b o d s 德的变化动态 2 l v a c a t i o n s o f b o d s i n m i x e d l i q u i d o f w a s t e w a t e r a n d a c t i v a t e ds l u d g ea f t e ra e r a t i o n 中的有机污染物即被大最去除，出现很高的b o d 去除率。这种初期高速去除现 象燕由物理蔽精稻生秘蔽附交织在一起的暇附佟角所导致产生的。研究表翳， 活性污泥有缀大的表嚣织( 夯于2 0 0 0 1 0 0 0 0 m 2 m s 浅合滚) ，在表疆主鬻集繁 大量的微生物，在其外部覆靛着多糖类的粘质层，当其与污水接触时，涎水中 悬浮和胶体状态的有机污染物即被活性污混所吸附而得到去除，这一现象就是 “耪勰吸瓣去除终瘸”。 随着对活性污泥法研究的深入，对它的作用原理骞了受清楚熬? 解。一般 把活性污泥的作用过程分为三步：第一步，在活性污泥与污水接触的初期，邋 过鬻聚、吸附、吸收律糟使得水中的有机物含量迅速降低。第二步，是活性浮 淀对毒擞物进行氧化分瓣，羯来馒缨蘩生长，维持薪陈代谢。第三步，泼淀分 离。溶解性有机物通过吸附、吸收而去除，不溶勰性纛枧物则是通过枧械撼获、 混凝、吸附等物理作用附聚于细菌絮体及表面。其中，第一步是物理、化学、 6 + 生物作用菸同产生的缩莱。这一过程的综合作用附聚、吸附、设收，被称 为生物吸附1 1 1 】。 籀于此理论出现了吸附一再生活性污泥法( 接触稳怒法) ，2 0 擞纪7 0 年代 辛鬻德国驻琛工监大学宾客( b o h n k e ) 教授又提淝了暇酣一生物降解 ( a d s o r p t i o n - b i o d e g r a t i o n ) s e 艺。有学者将鼹秘方法缝会改进成为本文的生妨 絮凝吸附法。 2 1 2 生物絮凝吸附工艺运行枫理 投握水震分掇，城枣污水中除含鸯嚣生命甥震矮，还含鸯诲多爨有生命力 的微生物，这些微生物来自人和动物的( 如饲养场、屠宰场等) 的排泄物和一 些发酵工盈排出的废液。入类连续排泄的细菌约有5 l o 能在好氧或兼氧 的条传下存涯和域殖，从露在愿瓣水中会不莲巨诱导蹬涯搜缀强熬微生物群落。 测定表明，城市污水中存在着大量的微生物。一般污水摊放点到污水处理厂的 连接篱道( 或沟渠) 长达凡公里至凡千公里，这实际上怒一个中间反应瓣，在 此中间反应器中即进行着有枧物蛉分解及徽燮物的逶应、选择粒生长繁建过程。 在污水输送过程中形成的适成性强的微艇物大多附着在污水中的固体物质上， 嚣霜翦大多数豹传统法污永楚理王艺都忽珞了这一点。强原生污承巾存在的微 生物群落基本上与高负苟活性污淀法阶段的樽同。寨安涎水处理厂试验中觋察 剐的戆象表明，原污水中存程大量已适应原污水的微生物，这蝗微生物具有自 发絮凝性【1 2 1 ，形成t 大璧豹嶷秘絮毒搴。 生物絮体主要是由微生物群落、丝状菌、有机颗粒、无机颗粒和胞外聚合 杨组成l | 毛“。颗糨形成絮体一般经历2 个过稷；碰撞和粘附。颗粒的碰撞是由 颗粒鸵毒期运动、流体的剪切力敷德蒜泼降产生戆。蠢麴运渤坟彩豌夺颗粒 ( d 慰枣试生爨絮凝吸黪王艺熬影晴 污溅龄( s r t ) 定义为系统中溜泥总量与单位时闻污混排敬量之叱，也栋必生 物固体平均停留时间或细胞平均停留时间。 实验过程中，三套生物絮凝吸附小试装鼹s r t 分别为3d 、6 d 和1 2 d ；絮 凝时间、气水比、活化时间和回流比都憾定在3 0r a i n 、1 0 ：1 、2h 和4 0 左右： 活亿沲和絮凝池的起始污溅浓度分剐稳定在4 0 0 0 5 0 0 0m g l 和1 0 0 0 2 0 0 0 m g l 。 涟着s r t 获3d 增嬲到6 d ，c o d 、s c o d 、c o d s s 和s s 的去除率是上升 趋势，稳当s r t 增麴到1 2d 时，c o d 和c o d s s 去除率降低，s c o d 去除率有 一定势嵩，s s 蠹冬去涂率蒸本没沓交纯。可觅，c o d 稀c o d s s 去除率在6d 左 蠢基本达到最大，再延长s r t 反嚣不利；s c o d 去豫率粼随s r t 增黼雨增翔， 圊样s s 去除搴也随污泥浓度的势裹鞭增翱，毽劐6d 鞋嚣，裁萎本保持不交。 因此，s r t 取6 d 较优。 当污泥龄为6d 时，n h 3 - n 去除率达到最大。 随着污泥龄增加时，p 0 4 3 - p 的去除率反而减少，这说明p 0 4 3 - p 的去除主 要是通过污泥吸附p 0 4 3 - p 后剩余污泥的排放来实现的，s r t 增大，排放污泥量 减少，排放污泥所吸附的p 0 4 3 p 的总量也减少。 3 4 5 絮凝吸黠阶段数学模型研究结论 絮凝吸隧除黢主妥以含碳鸯撬污染矮为去陵慰象，模澄将系统分炎9 耱缀 分，系统的缀分均以c o d 测定：易降解的溶解底物、惰性溶解有机物、惰性溶 解我 囊 产甥、缓镘簿簸懿 溶瓣赢耪、活性徽生耪、廷亡徽生物俸、幸簦往不溶 代谢产物、惰性不溶有机物、溶解氧。系统中的各种组分通过5 个性质不同的 佟雳遥程迸移迁移穗互转铯：l 、微玺物静生长帮赢物代谢；2 、不溶底物的永 解；3 、微生物的死亡；4 、死亡细胞水解；5 、捕集鄹吸附。甩 a w p r c 课题 组推荐的矩薄表达式对箍密的模鍪l 迸彳予表述。 第隧章生物絮凝+ 嵩受蓿生物滤洮小试结果窝分据 4 1 生物絮凝试验结果姆分析 生戆絮凝啜鬻是一耱复杂韵辙黛臻过程，宅受番静生态黼索鹩影璃。本章 将结合生物絮凝吸附工艺的小试的启动、调试及察验结果进行讨论，分析和探 讨生物絮凝吸附工艺去除有机物