微孔曝气变速氧化沟处理城市污水技术研究

发布时间：2020-12-09 13:22

　　微孔曝气氧化沟将鼓风曝气技术与氧化沟工艺相结合，具有供氧效率高、工艺简单、运行灵活方便等特点，在城市污水处理厂得到了广泛的应用。提高微孔曝气氧化沟的节能效率和除污性能对污水处理具有重大意义。针对目前常规微孔曝气氧化沟曝气区和推流区（非曝气区）的流速相同，推动能量消耗大的问题，提出了一种新型的微孔曝气变速氧化沟，通过改变沟道断面尺寸，以达到改变沟道流速的目的。在西安市第四污水处理厂建立了一套配备有厌氧选择池的微孔曝气变速氧化沟中试试验系统，用于处理实际的城市污水，处理能力为50m3/d。经过两年的现场试验研究，得出如下结论：（1）新型微孔曝气变速氧化沟实现了变速节能运行。采用CFD模拟、示踪法和ADV流速仪现场测定三种方法对变速氧化沟内的流态进行测定分析，结果表明三者流速分布吻合较好，沟宽比值与所对应的流速反比值接近，实现了变速运行。（2）当推流区和曝气区断面水平平均流速控制在0.15m/s和0.07m/s时，未发生污泥沉积现象，远小于目前氧化沟设计规定的0.3m/s流速，在较低的推流速度下，形成的絮体尺度大于常规氧化沟。上述表明：低速氧化沟不仅水力节能，且有利于在沟内形成较大的污泥絮体... 

【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 生物去除污染物机理
        1.1.1 生物除碳原理
        1.1.2 生物脱氮原理
        1.1.3 生物除磷理论
        1.1.4 生物脱氮与除磷相互影响
    1.2 氧化沟工艺
        1.2.1 氧化沟发展
        1.2.2 氧化沟工艺特征
    1.3 氧化沟流态研究现状
        1.3.1 水力特征
        1.3.2 推流能耗
        1.3.3 工艺结构特征
        1.3.4 流速测定
        1.3.5 流态模拟
    1.4 氧化沟工艺运行中所存在问题及策略
        1.4.1 温度对污染物去除效果的影响及对策
        1.4.2 DO 对生物脱氮除磷的影响
        1.4.3 A/O 比与交替频率对系统影响
    1.5 课题来源及其价值
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 课题研究的意义
        1.5.3 技术路线
2 试验材料与方法
    2.1 微孔曝气变速氧化沟开发原理
        2.1.1 构想背景
        2.1.2 VODF 氧化沟技术
    2.2 装置设计、加工和安装
        2.2.1 选择池
        2.2.2 氧化沟
        2.2.3 二沉池
        2.2.4 安装
    2.3 系统调试
        2.3.1 厌氧池调试
        2.3.2 氧化沟调试
        2.3.3 二沉池调试
    2.4 试验用水与运行工况
    2.5 分析项目及检测方法
        2.5.1 常规
        2.5.2 VFA
        2.5.3 污泥形态
        2.5.4 污泥活性
        2.5.5 流态
        2.5.6 在线监测设备
    2.6 SND 脱氮率计算方法
        2.6.1 SND 脱氮率方法分析
        2.6.2 中试 SND 脱氮率计算方法
3 VODF 反应器内流态研究
    3.1 研究背景
    3.2 研究方法
        3.2.1 CFD 模拟网格划分
        3.2.2 流速测定点布点
    3.3 结果与分析
        3.3.1 CFD 模拟
        3.3.2 示踪实验
        3.3.3 现场流速实测
        3.3.4 涡流点分析
        3.3.5 VODF 流态节能分析
    3.4 结论
4 VODF 中试运行效果及工艺特征分析
    4.1 研究背景
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 污染物去除效果
        4.2.2 流速对絮体形成的影响
        4.2.3 通过曝气区末端 DO 控制强化 SND
        4.2.4 DO 控制和大絮体形成对脱氮除磷影响
        4.2.5 A/O 比和交替频率对脱氮除磷的影响
        4.2.6 低 DO 浓度运行下的节能分析
    4.3 结论
5 VODF 中试系统生物脱氮影响因素分析
    5.1 研究背景
    5.2 结果与分析
        5.2.1 A:O 容积比调整对中试脱氮效果恢复
        5.2.2 活性污泥脱氮能力恢复
        5.2.3 M.Parvicella 对硝化和反硝化能力的影响
        5.2.4 M.Parvicella 的去除对活性污泥沉降性能的影响
        5.2.5 活性污泥恢复后污泥结构及其沉降性能评价
    5.3 结论
6 VODF 中试系统生物除磷影响因素研究
    6.1 前言
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 温度对生物除磷的影响
        6.2.2 VFA 组成对 EBPR 的影响
        6.2.3 氧化沟吸磷影响因素
        6.2.4 微丝菌对 EBPR 的影响
    6.3 小结
7 七里店污水厂微孔曝气氧化沟工艺诊断
    7.1 试验现场概况及研究方法
        7.1.1 工程概况
        7.1.2 诊断方法
    7.2 工艺分析
        7.2.1 污染物的沿程变化
        7.2.2 DO 沿程梯度变化
        7.2.3 活性污泥特性分析
        7.2.4 污泥静沉实验测定和分析
    7.3 问题诊断
        7.3.1 分区设置不合理
        7.3.2 供氧量不足
        7.3.3 氧化沟出水 DO 低
    7.4 改造方案
        7.4.1 氧化沟分区改造
        7.4.2 改善二沉池水质
        7.4.3 进水方式提高运行效率
    7.5 改造预期效果
    7.6 总结
8 结论与建议
    8.1 结论
    8.2 建议
    8.3 论文创新点
致谢
参考文献
攻读博士学位期间所发表论文和参与课题


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化沟工艺应用研究进展[J]. 于静洁,邓宏,郑淑平,王少坡,孙力平.  工业水处理. 2013(06)
[2]Flow field and dissolved oxygen distributions in the outer channel of the Orbal oxidation ditch by monitor and CFD simulation[J]. Xuesong Guo,Xin Zhou,Qiuwen Chen,Junxin Liu.  Journal of Environmental Sciences. 2013(04)
[3]不同电子受体稳定除磷的驯化及性能比较[J]. 何金妹,荣宏伟,张可方,胡皓,戴家浚.  广东化工. 2013(03)
[4]桂林市七里店城镇污水处理厂的提标节能改造实践[J]. 魏建文,魏玮,王敦球,耿琳琳.  中国给水排水. 2012(24)
[5]明渠弯道水流平均运动规律试验研究[J]. 陈启刚,钟强,李丹勋,王兴奎.  水科学进展. 2012(03)
[6]氧化沟不同曝气模式对氮磷去除性能的优化与比较[J]. 郭昌梓,彭党聪,陈雪梅,王丹.  环境科学. 2012(03)
[7]DE型氧化沟的应用及交替模式处理工艺初探[J]. 吕英俊.  西南给排水. 2012(01)
[8]矩形采砂坑形态对明渠水位降低的影响[J]. 肖洋,张九鼎,雷鸣,李开杰.  河海大学学报(自然科学版). 2011(06)
[9]SBR法好氧段碳源浓度对吸磷的影响[J]. 唐旭光,王淑莹,彭永臻,张婧倩,李婕旦.  中南大学学报(自然科学版). 2011(10)
[10]温度波动对SBR污泥沉降性的影响及其变化规律[J]. 周娜,袁林江.  中国给水排水. 2011(07)

博士论文
[1]Carrousel氧化沟单沟脱氮优化条件及其控制策略研究[D]. 刘艳臣.清华大学 2008

硕士论文
[1]城市污水厂污泥水富集硝化菌强化生物硝化效果试验研究[D]. 尹博涵.西安建筑科技大学 2012
[2]燃气轮机旋风分离器性能研究[D]. 黄正明.上海交通大学 2009



本文编号：2906926