多段進水A-O生物膜脫氮工藝運行性能研究.pdf

1、隨著我國社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，水體的氮元素污染問題日益嚴重。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝具有污泥產(chǎn)量大，運行費用高，占地面積大，基建費用高等缺點。研究人員積極開展新型脫氮工藝的研發(fā)和對傳統(tǒng)生物脫氮工藝的改進，其中多段進水A/O生物脫氮工藝具有TN去除效率高、污泥產(chǎn)量少、基建費用低、運行費用省等優(yōu)點，受到了研究人員的廣泛關(guān)注。
　　 本研究通過建立一種同時對多段進水A/O生物膜脫氮工藝的進水流量和反應單元容積進行優(yōu)化分配的

2、方法，提升了該工藝的運行性能。針對多段進水A/O生物膜脫氮工藝開展了理論分析、試驗研究和基于生化反應動力學的數(shù)值模擬，基于理論分析及試驗研究結(jié)果，并根據(jù)對運營中的高速公路服務區(qū)排放污水水質(zhì)水量的調(diào)查，對處理高速公路服務區(qū)污水的多段進水A/O生物膜脫氮工藝的運行策略進行了優(yōu)化。主要得出以下結(jié)論：
　　 (1)基于COD與NO-3-N按一固定比例進入多段進水A/O生物膜脫氮工藝各段缺氧池的原則對工藝的流量進行分配，可以使該工藝在理論

3、上達到最大的TN去除效率。通過對等流量分配模式和優(yōu)化模式下工藝出水水質(zhì)的分析計算，說明按照優(yōu)化模式對多段進水A/O生物膜脫氮工藝的進水流量進行分配可以提高該工藝的TN去除效率。多段進水A/O生物膜脫氮工藝的流量分配系數(shù)與工藝分段數(shù)、進水COD與總凱氏氮(TKN)的比值（C/N比）和缺氧池進水中COD與NO-3-N的比值（α，mgCOD/mgNO-3-N）有關(guān)；
　　 (2)多段進水A/O生物膜脫氮工藝的最大TN去除效率與進水C/

4、N比(m)，回流比(R)和α有關(guān)。當進水C/N比較高，即m≥α時，該工藝的最大TN去除效率隨著R的增大而增大。當進水C/N比較低，即m＜α時，此時存在一臨界回流比Rm，當R＜Rm時，該工藝的最大TN去除效率隨R的增大而增大；當R≥Rm時，該工藝的最大TN去除效率為一定值，與R無關(guān)；
　　 (3)在多段進水A/O生物膜脫氮工藝的進水流量分配和反應單元的容積設計中存在最優(yōu)α值?；贏SM1模型的數(shù)值模擬結(jié)果，多段進水A/O生物膜脫氮

5、工藝的進水流量和各反應單元容積的設計中可選擇α等于7mgCOD/mgNO-3-N。試驗結(jié)果表明選擇α等于7mgCOD/mgNO-3-N對工藝的進水流量和各處理單元的容積進行分配是合適的；
　　 (4)等流量分配模式下，回流比對三段進水A/O生物膜脫氮工藝的TN去除效率有一定的影響。當回流比小于3/4時，該工藝的TN去除效率隨著回流比的增大而增大；當回流比為1時，該工藝的TN去除效率略低于回流比為3/4時的TN去除效率；
　

6、　 (5)當進水COD和NH;-N濃度分別為1000mg/L和100mg/L時，水力停留時間為36h，回流比為1/3時，等流量分配模式和優(yōu)化模式下三段進水A/O生物膜脫氮工藝的TN去除效率分別為80.3％和88.8％。本研究中建立的同時對工藝的進水流量和各反應單元容積進行優(yōu)化分配的方法可以提高多段進水A/O生物膜脫氮工藝的TN去除效率；
　　 (6)本研究中建立的基于ASM模型構(gòu)架的多基質(zhì)多種類微生物的零級反應一維生物膜動力學

7、模型適用于三段進水A/O生物膜脫氮工藝的穩(wěn)態(tài)運行結(jié)果的模擬，該模型可以較好地模擬各單元出水水質(zhì)。將模型應用于反應器運行參數(shù)變化時的動態(tài)模擬，可以預知水質(zhì)及生物量的變化過程，有助于理解反應器中發(fā)生的生化現(xiàn)象，對指導實驗過程有很大的實際意義；
　　 (7)高速公路服務區(qū)污水屬高濃度COD高濃度氨氮生活污水。在設計高速公路服務區(qū)污水處理設施時，污水量時變化系數(shù)不宜按照《室外排水設計規(guī)范》(GB50014-2006)或者按照常規(guī)小流量生