2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、目前,城市污水處理廠普遍存在因污水碳源匱乏脫氮除磷效果不穩(wěn)定、剩余污泥難以處理處置、污水中磷資源流失等問題,這些問題對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響日趨嚴(yán)重,在一定程度上制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在這種情況下,開發(fā)融合脫氮除磷和磷回收功能且剩余污泥產(chǎn)生量少的污水處理工藝技術(shù)就顯得尤為重要。論文在全面綜述現(xiàn)有污泥減量技術(shù)和生物除磷脫氮技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對(duì)污泥減量技術(shù)中存在的剩余污泥減量效果與除磷效果之間的矛盾以及污泥減量系統(tǒng)能耗普遍偏高等具體問題,創(chuàng)新性地開發(fā)

2、了厭氧釋磷污泥水解酸化、多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣、側(cè)流除磷A2/O工藝,即:HA-A/A-MCO處理新工藝技術(shù)。論文對(duì)該工藝技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,取得了如下成果:
   ①在低溫運(yùn)行條件下,HA-A2O系統(tǒng)通過回流好氧污泥至水解酸化池能較為穩(wěn)定的提高污水中的VFA。但由于受低溫和剩余污泥與水解酸化池污泥中優(yōu)勢(shì)菌不能良好兼容這兩個(gè)因素的影響,在控制系統(tǒng)污泥濃度穩(wěn)定的前提下,調(diào)整好氧污泥水解酸化回流比為最大值3%時(shí),水解產(chǎn)生的VFA仍不能滿足

3、后續(xù)A2O系統(tǒng)除磷脫氮對(duì)碳源的需求。HA-A2O工藝對(duì)有機(jī)物的去除性能良好,COD平均去除率為96%。由于受低溫和碳源限制,系統(tǒng)脫氮除磷效果欠佳,NH3-N和TN的平均去除率分別為78.6%和65.4%。較低的溫度和有限的碳源導(dǎo)致系統(tǒng)除磷率較低,TP平均去除率僅為62%。HA-A2O系統(tǒng)相對(duì)較長(zhǎng)的污泥齡(60d)運(yùn)行使得系統(tǒng)污泥表觀產(chǎn)率為0.198gMLSS/gCOD,與現(xiàn)有已開發(fā)的污泥減量技術(shù)相比,HA-A2O工藝減量效率優(yōu)勢(shì)不夠明顯

4、。
   ②針對(duì)水解酸化-A2O工藝回流好氧污泥影響水解酸化池污泥水解酸化效果的問題,論文在水解酸化-A2O工藝的基礎(chǔ)上,研究開發(fā)了水解酸化-A/A-多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣(HA-A/A-MCO)工藝。通過回流部分厭氧池釋磷污泥至水解酸化池,將A2O系統(tǒng)中的完全混合曝氣池改為多級(jí)串聯(lián)接觸曝氣池。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)污泥齡控制在60d的條件下,HA-A/A-MCO系統(tǒng)可以維持污泥活性以及滿足系統(tǒng)污水處理效果并獲得較小的剩余污泥排放,穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)污

5、泥產(chǎn)率為0.1gMLSS/gCOD.d,僅為傳統(tǒng)活性污泥工藝的1/4。1)在SRT=60d條件下,當(dāng)進(jìn)水COD=316-407mg/L、NH3-N=30-40mg/L、TN=35-53mg/L、TP=8-12mg/L時(shí),出水COD≤18mg/L、NH3-N≤2.1mg/L、TN≤10.3mg/L、TP≤0.44mg/L,出水水質(zhì)全面滿足GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求。2)論文通過比較回流污泥形式對(duì)水解酸化效果的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),將厭氧

6、釋磷污泥回流至水解池更有利于產(chǎn)酸。將相當(dāng)于進(jìn)水量2%的厭氧釋磷污泥進(jìn)行回流水解時(shí),水解液中VFA的濃度為原水的4.74倍,解決了系統(tǒng)除磷脫氮對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)矛盾。3)采用排除厭氧釋磷污水側(cè)流除磷方式有效地解決了HA-A/A-MCO系統(tǒng)低污泥產(chǎn)率誘導(dǎo)的除磷能力低下的難題。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),在強(qiáng)化厭氧釋磷側(cè)流除磷的情況下,HA-A/A-MCO系統(tǒng)獲得很強(qiáng)的超量吸磷潛能,具有較強(qiáng)的抗磷沖擊負(fù)荷的能力。4)在富含VFA的污泥水解液作用下,HA-A/A

7、-MCO系統(tǒng)厭氧釋磷池的平均釋濃度為57mg/L,在綜合考慮系統(tǒng)磷平衡的情況下,將約為進(jìn)水量13%的釋磷液進(jìn)行側(cè)流化學(xué)固磷,并控制化學(xué)除磷池出水磷濃度為5mg/L時(shí),可以提高化學(xué)藥劑利用率同時(shí)提高化學(xué)污泥的含磷率。研究發(fā)現(xiàn),采用石灰法固磷時(shí),產(chǎn)生的化學(xué)污泥含磷率高達(dá)18%,以有效磷(P2O5)計(jì)高達(dá)40%,具有較高的回收利用價(jià)值。
   ③研究發(fā)現(xiàn),好氧脫氮是HA-A/A-MCO系統(tǒng)主要的脫氮方式,占總脫氮率的50%,缺氧反硝化

8、脫氮占26%。通過生物菌群分析發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在一定數(shù)量的在好氧條件下具有反硝化能力的好氧反硝化菌(如Z3和Z10菌株)。HA-A/A-MCO系統(tǒng)采用低DO控制方式其反硝化脫氮效果不受DO濃度影響,有利于好氧條件下污泥絮體內(nèi)缺氧環(huán)境的形成,有利促進(jìn)SND脫氮,對(duì)保證系統(tǒng)的脫氮效果具有積極意義。
   ④污水生物處理系統(tǒng)在不影響系統(tǒng)硝化作用的前提下,增加進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷有利于提高系統(tǒng)脫氮率,而低有機(jī)負(fù)荷有利于污泥減量,獲得低的污泥產(chǎn)率。研

9、究發(fā)現(xiàn),HA-A/A-MCO工藝的臨界有機(jī)負(fù)荷為0.141~0.162g/g.d。側(cè)流比增加,系統(tǒng)除磷率增大,當(dāng)側(cè)流比約15%時(shí)出水P濃度開始小于0.5mg/L;側(cè)流比增加,化學(xué)固磷量和去除率也隨之增加,而生物除磷量和去除率則逐漸減少。當(dāng)SRT=60d時(shí),系統(tǒng)除磷和污泥減量效果最佳,除磷率達(dá)97.6%,污泥產(chǎn)率僅0.11gSS/gCOD。
   ⑤PCR-DGGE分析結(jié)果表明,水解酸化池、厭氧池、缺氧池和多級(jí)串聯(lián)好氧池各池中微生

10、物菌群均呈高度多樣性分布,各池多種優(yōu)勢(shì)功能菌群的共同作用促進(jìn)系統(tǒng)發(fā)揮出穩(wěn)定良好的產(chǎn)酸、除磷脫氮和污泥減量性能。梭菌屬是水解池中起產(chǎn)酸和污泥減量作用的主要菌種之一,乳球菌屬是水解池中的專性水解產(chǎn)酸菌,梭菌屬、芽孢桿菌屬和乳酸菌屬這三種具有產(chǎn)酸功能的細(xì)菌是導(dǎo)致回流厭氧釋磷污泥時(shí)水解池VFA產(chǎn)量高的原因。不動(dòng)桿菌屬和螺旋體菌屬能夠抵抗系統(tǒng)內(nèi)高等微生物的捕食而在各反應(yīng)池內(nèi)穩(wěn)定分布,前者是保證系統(tǒng)維持良好除磷能力的基礎(chǔ),后者承擔(dān)降解去除有機(jī)污染物

11、的功能。細(xì)菌培養(yǎng)區(qū)的工藝參數(shù)和環(huán)境條件有利于芽孢桿菌屬和俊片菌屬等細(xì)菌的大量生存繁殖,并且能夠作為原生動(dòng)物和后生動(dòng)物生長(zhǎng)區(qū)中高等微生物的食源被捕食而消失,通過這種高等級(jí)別微生物生長(zhǎng)密度的提高和微型動(dòng)物的分級(jí)生長(zhǎng),并利用高等微生物對(duì)低等微生物的捕食作用促進(jìn)系統(tǒng)獲得較低的污泥產(chǎn)率,約0.1kgMLSS/kgCOD。
   ⑥HA-A/A-MCO反應(yīng)器整體擁有較低的SOUR,是由于系統(tǒng)長(zhǎng)泥齡、低負(fù)荷的運(yùn)行模式導(dǎo)致缺乏可供生物分解的有機(jī)

12、質(zhì)引起的,而不是由微型動(dòng)物捕食作用所致。系統(tǒng)利用微生物捕食減少污泥產(chǎn)率的同時(shí)還能增強(qiáng)懸浮污泥的沉降性能。輪蟲可作為系統(tǒng)懸浮污泥沉降性能的指示性生物,且呈正相關(guān),輪蟲和紅斑飄體蟲可作為系統(tǒng)污泥產(chǎn)率的指示性生物,呈負(fù)相關(guān)。
   ⑦在HA-A/A-MCO系統(tǒng)好氧池,特別是在含有較多數(shù)量輪蟲和紅斑顠體蟲等較大型后生動(dòng)物的好氧2、3池內(nèi),這些微生物依靠其自身活動(dòng)能夠使較大的污泥絮體和生物膜疏松,有利于提高氧向大粒徑污泥絮體內(nèi)部及生物膜深

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