反硝化滤池对二沉出水的脱氮性能研究

LOGO生物滤池对城市污水深度处理的应用研究李伟李佟李军葛勇涛北京城市排水集团高碑店污水处理厂北京工业大学LOGO内容提要BAF对二沉出水的抗冲击负荷能力研究1臭氧对二沉出水的氧化特性研究2反硝化滤池对二沉出水的脱氮性能研究3概述LOGO概述课题开展背景严峻的水资源形式我国水资源总量世界排名第六，但人均水资源不足世界平均水平的四分之一，北京只有世界的三十分之一。全国699个城市之中，有400个城市常年供水不足，110个城市严重缺水。污水厂的升级改造污水处理厂为了合理利用水资源、节约用水，将现有二沉出水进行深度处理，深度处理后的出水作为中水水源LOGOBAF对二沉出水的抗冲击负荷能力研究LOGO试验设备流程图LOGO试验设备试验装置介绍试验用滤柱：直径Φ=220mm，高h=3m，PVC材质；滤料：采用粘土陶粒，陶粒直径2-4mm，滤层高2.1m；其它：通过调节进水量和曝气量来改变滤速、气水比等控制参数。LOGO试验设备试验进水水质CODcr（mg/L）氨氮（mg/L)pH水温（℃）最高值39.052.186.9622最低值21.220.866.6418平均值28.641.656.7220LOGO试验结果和分析水力负荷对CODcr去除效果的影响(气水比2:1)滤速(m/h)0102030405060708090100246810121416182022242628303234363840424446(时间/d)(mg/L)0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%1234进水COD浓度出水COD浓度COD去除率不同滤速时进出水COD变化曲线挂膜阶段LOGO试验结果和分析水力负荷对氨氮去除效果的影响(气水比2:1)滤速(m/h)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00246810121416182022242628303234363840424446(时间/d)(mg/L)0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%1234进水氨氮浓度出水氨氮浓度氨氮去除率不同滤速时进出水氨氮变化曲线LOGO试验结果和分析底物浓度负荷对CODcr去除效果的影响(气水比2:1，滤速2m/h)102030405060708090100123456789101112131415161718192021天数（d）（mg/L)0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%进水COD浓度出水COD浓度COD去除率进水COD浓度变化对COD去除率的影响LOGO试验结果和分析底物浓度负荷对氨氮去除效果的影响(气水比2:1，滤速2m/h)天数（d）01234561234567891011121314151617181920（mg/L）0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%进水氨氮浓度出水氨氮浓度氨氮去除率进水氨氮浓度变化对氨氮去除率的影响LOGO第一阶段小结BAF对进水水力负荷有较强的抗冲击能力水力负荷在1m/h~4m/h内变化：COD去除率在20%以上，氨氮去除率在60%以上。BAF对进水有机负荷有较强的抗冲击能力进水COD在25mg/L~55mg/L范围内波动，平均出水COD浓度可在20mg/L以下（最高值25mg/L）进水氨氮浓度在0.5mg/L~5mg/L范围内变化，平均出水氨氮浓度可在0.5mg/L以下（最高值1.5mg/L）LOGO臭氧对二沉出水的氧化特性研究LOGO试验设备流程图钛曝气头LOGO试验设备装置介绍臭氧接触柱：直径Φ=220mm，高h=3m，安装钛曝气头。臭氧发生器：臭氧产量10g/h试验步骤：通过臭氧发生器，向接触柱内通入臭氧，尾气排入装有KI溶液的水箱内。臭氧流量稳定在0.4m³/h，通过调节放电电流来调节臭氧度。LOGO试验设备试验进水水质COD(mg/L)色度（度）UV254（Abs）TOC（mg/L)PH温度（℃）平均值45.2319.230.1412.026.7220LOGO试验结果和分析臭氧对CODcr的去除效果不同臭氧投加量时COD去除率变化曲线0102030405060013510152030接触时间（min）（mg/L）0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%12mg/L10mg/L7mg/L3mg/L去除率（12mg/L）去除率（10mg/L）去除率（7mg/L)去除率（3mg/L）LOGO试验结果和分析臭氧对色度的去除效果不同臭氧投加量时色度去除率变化曲线051015202530013510152030接触时间（min）度0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%12mg/L10mg/L7mg/L3mg/L去除率(12mg/L)去除率（10mg/L)去除率（7mg/L）去除率（3mg/L)LOGO试验结果和分析臭氧对UV254的去除效果不同臭氧投加量时UV254去除率变化曲线00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2013510152030Abs0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%接触时间（min）12mg/L10mg/L7mg/L3mg/L去除率(12mg/L)去除率（10mg/L)去除率（7mg/L）去除率（3mg/L)LOGO试验结果和分析臭氧对TOC的去除效果臭氧投加浓度10mg/L10.51111.51212.5013510152030接触时间（min）（mg/L）0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%TOCTOC去除率在臭氧投加浓度为10mg/L时TOC随接触时间变化曲线LOGO试验结果和分析臭氧对二沉水生化性的影响TOC/UV25405010015020005101520253035接触时间（min）TOC/UV在臭氧投加浓度为10mg/L时可生化性随接触时间变化曲线LOGO第二阶段小结臭氧对出水COD的去除效果很有限随着臭氧投加量的增加，COD去除率最高可达25%左右。臭氧对出水色度有较好的去除效果随着臭氧投加量的增加，色度去除率逐渐增高，接触时间30min时，色度去除率可达70.7%投加臭氧可提高二沉出水的可生化性接触时间为30min时，TOC/UV254比值从88.24升高到188.14，提高了2.13倍LOGO外加碳源+反硝化滤池对二沉水脱氮性能的研究LOGO试验装置流程图LOGO试验期间二沉出水水质：CODcr30mg/L，氨氮0.25mg/L，硝氮27mg/L，DO6mg/L外加碳源部分采用乙酸钠检测指标：CODcr，氨氮，硝氮。运行参数：滤速3m/h；汽水比2：1试验设备LOGO试验结果和分析反硝化滤池中CODcr的变化010203040506070809010013579111315171921232527293133353739414345天（d）（mg/L）出水COD浓度进水COD浓度未投加碳源期投加碳源期投加25mg/LCOD35mg/L55mg/LLOGO试验结果和分析反硝化滤池对硝氮的去除效果0510152025303513579111315171921232527293133353739414345天（d）（mg/L）-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%出水硝氮浓度进水硝氮浓度硝氮去除率未投加碳源期投加碳源期25mg/LCOD35mg/L55mg/LLOGO第三阶段小结对于碳源缺乏型水质，例如二沉出水，大部分易于微生物吸收的有机物已经在二级处理中消耗掉了，在不加碳源的情况下，反硝化难以进行。试验证明，通过向BAF柱内投加碳源可有效的进行反硝化。下表显示了不同投加量下的硝氮去除效果。投加碳源（COD）253555进水硝氮浓度（mg/L）23.6923.9724.74出水硝氮浓度(mg/L)20.3517.3311.78硝氮去除率（%）14.0927.7052.36反硝化1mg/L硝氮所需碳源(COD)8.24.73.6LOGO第三阶段小结随着碳源投加量的增加，出水COD逐渐升高，如下表所示投加碳源量（以COD计)253555进水COD浓度（mg/L)45.3959.5878.2出水COD浓度（mg/L)17.8928.1430.58LOGO