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发布时间：2020-06-05 15:53

【摘要】： 当前我国污水厂出水面临由原来二级排放标准(GB/T18918-2002)升级为以回用为目的的一级A标准或城市再生水水质标准(GB/T18920-2002)的问题,因此污水厂的处理工艺在二级生物处理基础上需要升级改造,增加深度处理单元或者重新在污水处理全流程上改进工艺。另外,污水中的微量有机物的危害和去除也备受关注。在此背景下,本研究选择气浮和好气滤池技术,分别取代传统的沉淀和过滤技术,将气浮—好气滤池组合作为城市污水厂再生水深度处理工艺。通过试验研究了气浮和好气滤池单元技术的适宜运行参数,全面验证评价了气浮—好气滤池工艺在提高二级出水常规水质指标(色度、COD、氨氮、总磷、浊度、UV254、细菌总数等)和典型微量有机物邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的去除效能。首先优化了气浮的前处理工艺:絮凝反应。通过试验确定了合适的絮凝操作参数:三级搅拌,搅拌强度50/30/20(S-1),反应时间20min;根据气浮对二级出水中的COD、TP、浊度等指标的处理效果,优选了聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,在试验水质条件下,确定30mg/L作为最佳絮凝剂投加量。气泡粒径和释气量是气浮工艺的2个重要参数,而决定这2个参数大小的关键是气液混合泵溶气系统的溶气压力和回流比,实验确定的适宜参数是:溶气压力4.5kgf/cm2;回流比40%。好气滤池的挂膜启动采用先以小流量进水,然后逐渐增加进水流量到设计流量的自然挂膜法。在低COD、高氨氮二级出水水质条件下,20d后能得到处理效果稳定的硝化生物膜。好气滤池采用上向流不易发生气阻,同时能有效延长过滤周期,也能保证出水质量;试验确定了滤池的反冲洗以滤池水头损失增加到1m作为过滤周期的终点;反冲洗后滤池的恢复能力较强,在4h内就能恢复到滤池反冲洗前的处理状态。试验认为,好气滤池出水溶解氧为2mg/L即能保证溶解氧的充足。好气滤池的充氧方式采用曝气充氧和预充氧方式结合,曝气装置上部为曝气充氧状态,而下部设计为预充氧状态,采用上向流就能充分利用气浮出水中的饱和溶解氧作为好气滤池的下部预充氧。对于低浓度的二级出水,絮凝-气浮工艺和絮凝-沉淀工艺对水中的浊度、COD、UV254以及细菌总数指标都具有较高的去除率,出水水质均能得到进一步提高;在低投加絮凝剂量的条件下,絮凝-气浮工艺对各指标的去除率高于絮凝-沉淀工艺。好气滤池与普通快滤池在去除二级出水中的COD、浊度等指标方面,都可以进一步提高出水水质,但处理的原理不同,好气滤池除了物化作用外,更强调的是生物作用,而普通快滤池主要是物化作用。好气滤池对二级出水中氨氮指标去除率很高,而普通快滤池基本没有去除效果。试验证明,在二级排放标准的进水水质条件下,经过气浮-好气滤池深度处理工艺,水中的色度、COD、氨氮、总磷、浊度等指标均能达到城市污水排放一级A标准(GB/T18918-2002)和城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002);同时二级出水中UV254和细菌总数得到很好的去除。试验结果显示,工艺流程中气浮单元对有机物、浊度、总磷及UV254的去除起到关键作用,而后续的好气滤池单元主要降低了氨氮指标,对浊度、有机物指标的去除起到把关作用。试验发现,生活污水通过二级生物处理和气浮—好气滤池工艺后,DEHP的浓度很低,最低降到了1.3ug/L,低于国家标准规定的8ug/L的要求。通过对气浮和沉淀单元的比较,发现沉淀更有利于DEHP的去除,气浮过程中容易导致吸附在絮体颗粒上的DEHP重新回到水中,对DEHP的去除不利。在外投加DEHP的情况下,二级生物处理、絮凝—沉淀、絮凝—气浮、好气滤池等工艺对DEHP的去除都显示了较好的去除效果,但处理出水中DEHP的浓度仍然远远高于国家标准,因此,传统的二级生物处理和絮凝—气浮/沉淀—好气滤池工艺不适宜高浓度DEHP的去除。
【图文】：

流程图,部分回流,加压溶气,气浮工艺

北京工业大学工学博士学位论文力溶气气浮是目前应用最广泛的一种气浮方法，空气在加压再使压力减为常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释气浮工艺由空气饱和设备、空气释放设备和气浮池组成。其(Full-Flow)(Split-Flow)(Recycle-Flow)全流式压力溶气气浮分流式压力溶气气浮部分回流式压力溶气气浮流式和分流式压力溶气气浮由于絮体形成于空气释放设备之气泡时易打碎絮体，因此不适合于水处理。部分回流式溶气，，部分气浮出水或过滤出水在加压情况下溶入空气至饱和，气浮池接触区时，利用气泡释放装置瞬时减压，从而形成许 20～100 微米)，粘附絮体而上浮至水面。部分回流加压溶气1-1。

涡凹气浮系统

图 1-2 涡凹气浮系统示意Fig. 1-2 Cavitation Air Flotation process浮目前主要应用在污泥浓缩上，具有以下特点：(1)浓缩高；(3)运行管理简单；(4)运行费用低；(5)污泥停留时间释放，有利于污水处理厂对出水的 TP 控制。效浅层气浮工艺层气浮系统[51]是一个先进的快速气浮系统，改传统气浮的动态进水、静态出水，即把含有附有微气泡悬浮颗粒的的时候，使出流装置移动，混合废水的水平流速相对出流槽内的紊流，因而能进行平稳的气浮分离(即所谓的零速速度达到或接近理论升速，极大地提高了处理效率，使停留时间由传统的 30～60min 减至 3min，并且集凝聚、撇，是一种高效的废水处理装置。图 1-3 表示了该原理。放入浮选区的气浮槽时，整流区自身以原水的出流速度，此时，就创造了水流速为零的零流速状态。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703

【引证文献】