SBR工艺强化反硝化除磷控制参数研究;环境工程

安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共63页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊SBR工艺强化反硝化除磷控制参数研究环境工程专业李婷(069044115)指导教师沈翼军讲师摘要近年来，氮、磷化合物导致水体污染和水质富养化的现象日益严重。因此，污水的处理不仅需要去除COD，而且还要脱氮除磷，这就要求一个污水处理系统具备多种处理功能。本试验以人工配水为进水，研究了曝气时间、DO、污泥龄（SRT）、C/N/P比以及运行方式等因素对脱氮除磷效果的影响，得出了如下结论：1.COD容积负荷在0.92~1.22kg/(m3·d)之间变化时，随着容积负荷的增加，COD的去除率逐渐减小。COD容积负荷为0.97～1.21kg/(m3·d)时，氨氮去除效果较好，稳定在80%以上。2.COD和氨氮的去除率随曝气时间的延长而增加，并在4h时达到稳定。3.曝气3h时距离水面1cm处的DO为4.9mg/L时，系统的处理效果最好，此时COD和磷的去除率分别有87.6%和93.0%，出水氨氮低于检测下限。DO降低时三者的处理效果都下降，而DO升高氨氮去除率有所降低。4.两种运行方式为如下，常规运行模式：进水→搅拌(1h)→曝气(4h)→沉淀(0.5h)→出水→静置，改进运行模式：进水→搅拌(10min)→曝气(4h)→停曝搅拌(30min)→沉淀排泥→排水。实验表明，在常规运行模式下，COD和TP的去除率最高可达97%和96%，而在改进运行模式下，两者的去除率最高可达98%和99%。综合所有数据来看，两者的处理效果在脱氮方面相差不大，最好时出水氨氮都低于检测下限，但是COD去除及除磷效果后者较好。5.污泥龄为18d时系统的处理效果最好，虽然进水氨氮突然升至46.55mg/L，其去除率仍有73.3%。6.在COD为200~400mg/L，氨氮18~25mg/L，总磷为10~15mg/L即C/N/P比为(17~33):(1.4~2.5):1时，处理效果较好，COD的去除率可达到95%以上，脱氮除磷率均稳定在99%以上。综上得出脱氮除磷的最佳条件如下，曝气3h时距离水面1cm处的DO=4.9mg/L，SRT=18d，C/N/P比为(17~33):(1.4~2.5):1。运行方式：进水→搅拌(10min)→曝气(4h)→停曝搅拌(30min)→沉淀排泥→排水。关键词：SBR脱氮除磷运行方式影响因素安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共63页第2页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractInrecentyears,waterpollutionandentrophicationcausedbynitrogenandphosphoruscompoundsismoreandmoreserious.SoitisnotonlyneedstoremoveCOD,butalsoneedstoremovenitrogenandphosphorusinwastewatertreatment.Asaresult,awastewatertreatmentsystemshouldhavesomedifferentfunctions.Thisexperimentusingsyntheticwaterasinfluentwateristostudytheeffectsofaerationtime,DO,SRT,C/N/PandrunformsontheremovalofCOD,NH3-NandTP.Reachedthefollowingconclusions.1.WhenCODvolumeloadvariesfrom0.92and1.22kg/(m3·d),CODremovalratedecreaseswiththeincreaseofit.AndwhenCODvolumeloadisfrom0.79to1.21kg/(m3·d),theremovalofnitrogeniswell,stableat80%.2.TheremovalefficiencyofCOD,NH3-NandTPincreasewhentheaerationtimeprolongs.Anditreachesstabilizationwhentheaerationtimeis4h.3.Whentheaerationtimeis3h,thewaterwhichis1cmfromthesurfaceis4.9mg/L,andtheCODandTPreachesthebestremovalrateof87.6%and96.0%,andtheeffluentofNH3-Nisbelowthedetectionlimit.WhentheDOisbelow,theremovalefficiencyofthethreesaidabovewillalldecrease,whiletheDOincreasesandtheremovalefficiencyofNH3-Nwilldrop.4.Tworunningmannersareasfollows,thegeneralone:filling→mixing(1h)→aeration(4h)→settling(0.5h)→drain→idling,theimprovingone:filling→mixing(10min)→aeration(4h)→stopaerationandstirring(30min)→settling/sludgedrainage→drain.Theexperimentindicatesthat,undertheoperationofgeneralrunning,theremovalefficiencyofCODandTPareupto97%and96%respectively,whileitisupto98%and99%undertheimprovingmanner.Accordingtotheexperimentaldata,theeffectofformernitrogenremovalisaswellasthelatter,whiletotheremovalofCODandphosphorusisonthecontrary.5.ThesystemisinthebestrunningstatewhentheSRTis18d.AndtheremovalefficiencyofNH3-Nstillreachesto73.3%althoughitsinfluentconcentrationjumpsto46.55mg/L.6.WheninfluentCODis200~400mg/L,NH3-Nis18~25mg/L,andTPis10~15mg/L,ortheratioofC/N/Pofthewastewateris(17~33):(1.4~2.5):1,theresultisgood,whichtheremovalefficiencyofCODisnolowerthan95%,andtheefficiencyofnitrogenandphosphorusremovalisstableat99%ormore.Theoptimumconditionofnitrogenandphosphorusremovalisgotfromtheexperiment.DOwhichis1cmtothewatersurfaceis4.9mg/Lwhenaerationtimeis3h.安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共63页第3页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊SRTis18dandtheC/N/Pis(17~33):(1.4~2.5):1.Andtherunningmannerisfilling→mixing(10min)→aeration(4h)→stirring(30min)→settle/sludgedrainage→drain.Keywords:SBR，nitrogenandphosphorusremoval，runningmanner，effectfactor安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共63页第4页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1绪论1.1水环境现状水乃生命之源，但是由于水资源短缺、水污染严重等原因导致了全世界范围的水危机，而我国的水资源状况更加严峻：人均水资源量少，时空分布不均，用水效率低下，浪费及水污染严重。我国有600多个城市缺水，其中400个城市严重缺水，水污染成灾，97.5％的城市地下水被污染，近90％的城镇饮用水源被污染。至2005年，全国七大水系的411个地表水监测断面中有27％为劣V类水质，基本丧失使用功能。重点流域40％以上的断面水质没有达到治理规划的要求。流经城市的河段普遍受到污染，一些地区已经出现了“有河皆干、有水皆污”的现象，近岸海域赤潮和三峡库区支流“水华’现象接连发生。在众多水污染问题中，由氮、磷等营养元素大量排放而引起的水体富营养化问题已经越来越成为人们关注的焦点。1.2水体富营养化1.定义及形成原因氮、磷等营养物质大量排入水体后，在光照和其它环境条件适宜的情况下，水体中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中，水体中的溶解氧被大量消耗，从而造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象，称为水体富营养化。水体富营养化实质上是水体生态系统受污染造成的。生态系统在未受到污染的情况下，系统内的生物群体中存在着多种多样的种群。各个种群之问关系密切，而又各有自己的特性，每个种群的个体数量不会太多，但较为稳定。因此在未受污染的系统中，生物群体的特点之一是种类多而每个种的个体少。生态系统受到污染后，群体中的种数便逐渐减少，而能存活下来的每个种的个体却在增加。当污染极其严重时，往往只能看到少数几种生物，他们的个体数目急剧增加。生态系统受污染程度越高，系统中的种就越少。藻类所需要的无机营养与植物相同，需求量大的元素包括碳、氮、磷、氢、氧。CO2是最主要的碳源，氮源是氨氮和硝酸盐，磷源是溶解性磷酸盐类，氢和氧由水提供。藻类需要的微量元素有锰、硫、氯、铁、铜和其他许多金属元素，这类元素一般在水中都是大量存在的。藻类生长的限制因素是氮和磷，其含量通常决定着藻类的收获量，所以水体中氮、磷营养盐类的增加会造成水体中的藻类过量生长。在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中，水体中的溶解氧被耗尽，造成水体质量安徽工业大学毕业设计（论文）说明书共63页第5页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊恶化和水生态环境结构破坏，加速水体的富营养化过程。判断水体富营养化通常采用的指标是：氮含量超过0.2～0.3mg/L，P含量大于0.01～0.02mg/L，BOD大于10mg/L，pH值7～9的淡水中细菌总数超过10万个/毫升，叶绿素a含量大于10μg/L。[1]2.危害水体富营养化是湖泊、水库的主要环境问题，被人形象地称为“生态癌”，它的存在已经严重妨碍了这些水体作为资源的利用，造成了环境和经济的重大损失。其危害主要表现在以下几方面。[1](1)散发出腥臭异味在富营养状态的水体中生长着很多藻类，其中有一些藻类能够散发出腥臭异味。藻类散发出的这种腥臭，向湖泊四周的空气扩散，直接影响人们的正常生活，给人不舒适的感觉，同时，这种腥臭味也使水味难闻，大大降低了水体质量。(2)降低水体的透明度在富营养化水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻，在水的表面形成一层“绿色浮渣”，使水质变得浑浊，透明度明显降低，富营养化严重的水体，其透明度不到0.2m，湖水感官性状大大降低。(3)影响水体的溶解氧富营养化水体的表层，藻类可以获得充足的阳光，从空气中获得足够的二氧化碳进行光合作用而放出氧气，因此表层水体有充足的溶解氧。但是，表层的密