sbbr工艺同步硝化与反硝化反应特性研究

太原理工大学硕士学位论文SBBR工艺同步硝化与反硝化反应特性研究姓名：白洁申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：王增长20080501SBBR工艺同步硝化与反硝化反应特性研究作者：白洁学位授予单位：太原理工大学相似文献(10条)1.学位论文曹昉序批式反应器处理小城镇污水的研究2006随着以市场经济为导向的经济体制改革的深入和经济的持续高速增长，我国的城镇化进程得到了迅猛发展，广大中小城镇迅速崛起，城镇规模也不断扩大。但是，城镇化进程的加速发展不仅加重了城市负荷，带来了一系列的生态环境问题，同时也使小城镇社会经济发展与水资源短缺之间的矛盾也日趋尖锐。城市大量污水不经处理直接排入水体所造成的水环境质量恶化问题，已引起了全社会的普遍关注。加强城市市政基础设施建设，加大污水处理力度，防止城市水环境恶化已形成共识。因此，在充分考虑我国城市建设过程中经济、社会等实际情况的前提下，努力研究开发出适合我国国情的低投资、低能耗、高效率的城市污水处理技术已势在必行。在众多污水处理技术中，SBR以其独特的运行方式(间歇式)；对水质、水量冲击负荷适应性强；结构简单，占地省，基建费用及运行费用低等特点在小城镇污水处理中得以广泛的应用，并且它还很适合于对现有污水厂的工艺改造。但是，随着小城镇的发展，势必要求对传统SBR工艺的改进，使其更耐冲击负荷、脱氮除磷能力更强。综合考虑这些因素，确定本试验采用在SBR池里添加填料的方法来提高SBR池的耐负荷能力，和增强脱氮除磷功能，即序批式生物膜反应器(SequencingBatchBiofilmReactor,简称SBBR)。该法是一种将SBR间歇操作和生物膜技术相结合的新工艺，它拓展了普通SBR技术和传统生物膜工艺的处理能力。它秉承SBR工艺的特点，其运行方式也为间歇式，很适应小城镇水量变化的特点。同时，它又具备生物膜的特点。为了进一步研究SBBR工艺处理城镇综合污水方面的特点，设计试验装置采用该工艺对所配制的模拟城镇污水进行处理，并对试验数据进行了分析。经过试验研究分析发现，当小城镇综合污水水质为COD：500mg/L左右，TP：7mg/L左右，NH3一N：25～30mg/L时，适合的工况为：瞬时进水——缺氧3h——好氧6h——沉淀1h——排水闲置。在缺氧阶段开循环泵，起缺氧搅拌作用，使污水与生物膜充分接触。好氧阶段内溶解氧DO控制在5mg/L左右，缺氧阶段内DO应小于0.5mg/L。SBBR工艺对有机物的去除率优于SBR，有机物的去除率在曝气前3h内可达80％以上，并且此法可承受较高的COD负荷的增长，且在缺氧段有较高的COD吸收速率。COD负荷越高，其COD吸收速率也就越高，SBBR工艺在去除有机物污染物能力很强。SBBR同步硝化与反硝化现象(SND)反应主要发生在好氧生物膜层和兼性生物膜层分界区内，反硝化的有机碳源主要为在缺氧段过量储存的有机碳源。由SND产生的脱氮率随C/N比的增加而增加，而过高的负荷将使生物膜变厚，从而影响SND的效果。序批式生物膜反应器(SBBR)具有微生物量高，耐冲击负荷；出水水质稳定；良好的脱氮除磷能力等优点。它不仅适合用于处理水量小的小型城镇污水处理厂、间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理，而且也适合脱氮除磷效果不佳的现有污水处理厂的工艺改造，在处理城镇综合污水处理方面有非常广阔的前景。2.学位论文李文君同步硝化反硝化脱氮效果研究2008近年来，随着水体富营养化问题越来越严重，以及对污水处理中氮、磷等排放标准越来越严格的问题，急需开发出一种既脱氮效果好，又简便节能的生物脱氮工艺。序批式生物膜反应器(SBBR)是目前正在研究、应用的一种污水生物处理新工艺，它是在SBR的基础上发展起来的，既保留了SBR的诸多优点，又有不同于SBR的特点。由于SBBR工艺的脱氮效果好；自动化程度高，运行管理简单；基建费用低，运行费用省，推广到城市污水处理中，必将产生良好的环境效益和社会效益，其应用前景十分广阔。本文研究了序批式生物膜反应器(SBBR)在有氧情况下同步硝化反硝化的生物脱氮机理，并对影响SND的各种因素进行了较详细的研究。试验选用反应器为有机玻璃制成，其主要尺寸为:直径15cm、高40cm、总容积7L、有效容积6.2L。生物膜载体选用立体弹性填料，并采用高氨氮污水为处理对象；试验系统地考察了DO浓度，COD浓度(C/N)，生物膜厚度等因素对生物膜法同步硝化反硝化(SND)脱氮效果的影响。通过试验分析，得到以下主要结论:溶解氧浓度控制在2mg/L左右时，其同步硝化反硝化现象明显，脱氮效果最佳，氨氮去除率可达90％，CODc，的去除率达94.6％，出水总氮浓度为26.6mg/L～29mg/L，总氮的平均去除率在50％以上，最高去除率达到66.8％，并可推断出在反应系统内存在好氧反硝化菌。C/N控制在4～8之间时，C/N越高，SND效果越好，继续增加碳氮比时，总氮去除率增加不多，并且还会导致硝化作用不完全。当存在足够的易降解有机碳源时，能发生完全的好氧反硝化作用。载体生物膜具有吸附储碳能力，在较大的溶解氧浓度范围内，增加载体生物膜厚度有利于同步硝化反硝化的进行。SBBR具有同步硝化反硝化的能力，建议将NH3-N降解到零或最小值的时刻，作为同步硝化反硝化的结束点；当原水氨氮浓度高时可增加后续脱氮处理或减少进水量来满足出水要求，或者优化运行方法和参数来稳定SBBR的总氮(TN)去除率。微环境理论和微生物学理论可以解释试验中所发生的好氧生物膜法同步硝化反硝化(SND)现象。生物膜法同步硝化反硝化作用机理可以认为，在DO浓度较低情况下，由于生物膜内部存在着溶解氧浓度梯度，从外至内生物膜可以分为好氧层、缺氧层和厌氧层。生物膜内部的缺/厌氧层存在着大量的反硝化菌，使得反硝化脱氮在这里得以进行。总之，生物膜内部溶解氧浓度梯度的存在是系统进行同步硝化反硝化的关键因素。SBBR工艺在小型点源污染控制和污水脱氮除磷深度处理中是一种行之有效的脱氮除磷工艺。3.学位论文荣宏伟亚硝酸盐型同步硝化反硝化和反硝化除磷技术与控制的基础研究2008本文为解决传统生物脱氮除磷工艺中存在的弊端和缺陷，提高碳、氮、磷比例失调城市污水脱氮除磷效果，以模拟广州地区城市污水为处理对象，全面系统的研究了SBBR工艺亚硝酸型同步硝化反硝化工艺脱氮特性及控制影响因素；针对低碳城市污水的特点探讨了SBR反硝化除磷工艺的影响因素及其优化过程控制。通过试验研究，得出如下主要结论：1．在生物膜培养驯化初期阶段出现了亚硝酸盐积累，通过对曝气量和曝气时间的控制可以实现从亚硝酸型硝化生物膜到亚硝酸型同步硝化反硝化生物膜的转换。2．根据反应后期的DO、pH和ORP的特征变化点可以合理安排曝气时间，达到对SBBR亚硝酸型同步硝化反硝化过程控制的目的。3．为保证DPB的高效除磷效果，应投加适宜浓度的NO3--N，而且随NOH--N投加次数增加，尤其是连续低浓度投加的方式，更有利于提高脱氮效果。4．在反硝化除磷过程中，pH可作为反硝化吸磷结束的指示参数，对工艺的运行工况进行优化控制。5．硝酸盐比亚硝酸盐更适合反硝化除磷的电子受体，以亚硝酸盐为电子受体的单位脱氮吸磷量要比硝酸盐为电子受体的低35％左右。4.会议论文荣宏伟.张可方.凌忠勇.张朝升pH对SBBR工艺亚硝酸型SMD及过程控制的影响2009在亚硝酸型同步硝化反硝化过程中,pH值变化对亚硝化细菌和反硝化细菌的生物活性具有明显抑制作用,pH值在6.8～8.2的中性和略偏碱性范围内可以较好地实现亚硝酸型同步硝化反硝化。DO、pH和ORP的变化规律与反应器内COD的降解和“三氮”的转化有良好的相关性,pH值变化对DO和ORP曲线变化规律影响较小,而pH曲线变化较大,表现出不同的变化规律,对反应过程控制中失去指示意义,可以根据DO和ORP在变化曲线上的特征点来判断SBBR法亚硝酸型同步硝化反硝化的终点。5.学位论文李军多变量智能控制在序批式反应器中的应用2004本研究旨在前人研究的基础上,初步建立了两套以现实污水为处理对象的SBR系列过程检测和控制装置.对两套系统的污水处理工艺选择进行了评述;通过试验验证和发现了DO、ORP、pH在线检测参数在污水处理过程中的特征表现,认为采用DO、ORP、pH在线检测参数来实现污水处理的过程检测和控制是有意义的.研究的结论可概括为以下几个方面:①建立了一套处理城市污水的序批式活性污泥法在线检测和控制的(AO),2SBR脱氮除磷系统.②建立了一套处理生活污水的序批式膜反应器在线检测的同步硝化和反硝化SBBR系统、完全脱氮的(OA)SBBR系统.③DO、ORP、pH在线检测过程曲线可应用于(AO),2SBR脱氮除磷工艺的过程控制.其控制的特点分别为:厌氧(放磷结束)表现为ORP下降后变为一个平台的转折点,pH值下降后变为一个平台的转折点;好氧(硝化结束)表现为DO、ORP快速上升达到一个平台的转折点,pH值的氨谷;缺氧(反硝化结束)表现为ORP的硝酸盐膝和pH的硝酸盐顶;好氧(剩余碳氧化结束)表现为DO、ORP快速上升达到一个平台的转折点;好氧(吸磷结束)表现为pH值到达最大值后不变或反而下降;厌氧(碳源不足)表现为ORP不下降反而上升;缺氧(反硝化碳源不足)表现为ORP的硝酸盐膝不出现.④初步编制的(AO),2SBR智能控制方法基本能实现城市污水全过程控制,总体效果的提高有待深入研究和开展.⑤好氧SBBR存在同步硝化和反硝作用.采用DO、ORP和pH在线检测能实现对(SND)SBBR和(OA)SBBR工艺的过程控制.6.期刊论文荣宏伟.张朝升.彭永臻.张可方.RONGHong-wei.ZHANGChao-sheng.PENGYong-zhen.ZHANGKe-fangDO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究-环境科学与技术2009,32(8)实验研究了序批式生物膜反应器(SBBR)同步硝化反硝化生物脱氮城市污水处理工艺.试验结果表明:DO是影响SBBR工艺实现同步硝化反硝化的一个重要因素,将DO控制在2.8～4.0mg/L的范围内,可以取得较好同步硝化反硝化效果,总氮去除率可达67%以上.通过好氧反应过程中溶解氧在生物膜内反应扩散模型以及扫描电镜对生物膜的形态结构观察,分析了SBBR工艺同步硝化反硝化机理.SBBR上艺同步硝化反硝化主要是由微环境引起的,牛物膜在好氧条件下能创造缺氧微环境,DO浓度直接影响生物膜内部好氧区与缺氧区比例的大小,进而影响硝化和反硝化的效果.DO浓度升高,使氧传递能力增强,使生物膜内部原来的微环境由缺氧性转为好氧性;反之DO浓度降低,生物膜内部微环境倾向于向缺氧或厌氧发展.7.学位论文王鳌杰新型SBBR脱氮除磷试验研究2006SBBR工艺(序批式生物膜法)在SBR的基础上把反应器中的活性污泥改成带有载体的生物膜，使它既具有了序批式工艺的特点又具备了生物膜法的优点，本文又是在SBBR工艺的基础上研究了新型SBBR脱氮除磷技术。新型SBBR工艺是采用SBBR与N-SBR串联运行的新工艺，它既具有了序批式工艺的特点又具备了生物膜法的优点，后置的好氧硝化系统，它很好的解决了硝化菌、聚磷菌泥龄之争、高有机负荷对硝化冲击以及反硝化与聚磷菌厌氧释磷的矛盾等难题；试验采用一种壁挂式的软性填料的SBBR，兼具固定填料式SBBR和微孔膜SBBR特点，它的填充方式类似微孔膜SBBR，有规则的靠壁排列，可以使用搅拌器，填料材质与曝气方式类似固定填料式SBBR；生物膜法维护管理简便，主要适于处理低浓度的生活污水。本文采用重庆大学学生某宿舍楼的生活污水和模拟生活污水为处理对象。新型SBBR工艺处理生活污水是一种行之有效的同步脱氮除磷工艺，并对水质的变化具有一定的抗冲击能力，COD的浓度在202.8～412.6mg/L之间波动，对COD，氨氮的平均去除率分别为：81.4﹪，87.3﹪；总磷的浓度变化范围在4～8mg/L之间，磷的出水＜1mg/L。通过在A2N运行过程中引入一个好氧段形成了一个全新的A2ON运行系统。着重从污水同步脱氮除磷的角度出发，对C