污水厂节地方法初探与强化脱氮实验研究

发布时间：2017-08-22 11:03

  本文关键词：污水厂节地方法初探与强化脱氮实验研究

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【摘要】：土地资源是人类生存与发展的物质基础,在城市化快速发展的今天,城市可利用土地资源不足问题越来越突出。然而随着我国城市化率的升高,城市生活污水产生量逐年增加,污水处理需求加大。污水厂作为纳污、消污和改善我国水环境质量的重要基础设施,其需求量的增加亦加剧着我国城市用地紧张的局面。本文针对污水厂建设快速推进过程中用地不足的瓶颈,从污水厂节地途径研究出发,展开了污水厂节地因子分析与污水厂节地措施的探索。针对污水厂中占地较大的污水脱氮工艺,提出了通过强化污水脱氮和利用尾水受纳水体进行功能拓展等方式来降低污水厂占地的研究思路,并在此基础上开发与实验了用于强化硝化作用的新型悬浮填料和强化尾水脱氮的管式反应器,为提高我国污水厂土地利用效率和缓解城市用地矛盾提供参考与借鉴。在污水厂节地因子分析中发现,污水厂主要占地影响因素有污水处理规模、污水处理工艺、污水处理标准和经济因素。污水厂处理规模越大,总占地越大,其土地利用率越高；污水处理工艺间处理设施占地不同、整体布局不同对污水厂占地大小产生一定影响；污水处理标准决定着污水处理的复杂程度,影响着污水厂用地需求；经济因素对占地的影响表现为城市土地价格、经济水平影响污水厂可用土地面积,而污水厂可用土地面积又决定着污水工艺的选择,影响着污水厂建设与运行等费用。污水厂主要节地措施有工艺技术改造、污水厂平面布局优化及竖向功能强化、污水处理设施集成技术和尾水受纳水体的利用。其中,污水处理工艺技术改造、污水厂平面布局的优化和污水处理设施集成技术是对当前的污水处理工艺、技术和污水处理设施结构的研究与改进措施,也是污水厂节地的主要措施。尾水受纳水体的利用主要以提高厂外资源的利用效率的方式来缓解污水厂用地紧张局面。在悬浮填料实验研究中,填料填充率为40%时强化硝化效果明显高于填充率为20%时。较低填充率下,沸石含量与是否包裹硝化细菌均对填料硝化性能有较大影响。随着填充率的提高,包裹硝化细菌对填料强化性能的强化作用变小。填料的投加对于提升低温下硝化性能具有一定的帮助,但亚硝氮积累率会上升。对装置1、4、7及硝化污泥系统中菌群结构研究发现,投加填料有利于提高硝化细菌的比例；包裹相同沸石量填料投加装置中硝化细菌所占比例相近,但是未包裹硝化细菌填料的投加装置(装置4)中硝酸细菌比例高于包裹硝化细菌填料的投加装置(装置1)；投加填料装置中厌氧氨氧化菌比例高于空白组(装置7),推测填料内部形成了厌氧空间,该填料结构有利于厌氧氨氧化菌的生长,有利于提高填料的强化脱氮性能。对微生物多样性指数—Shannon指数研究结果表明,投加填料对装置中微生物多样性影响小。在管式反应器脱氮实验研究中发现,填料有机物释放特性是决定反应器脱氮性能的最主要因素。丝瓜络、棕丝、甘蔗渣和辫式填料中,甘蔗渣有机物释放量最大,其次为丝瓜络、棕丝和辫式填料；在空管水力停留时间(HRT)为8.5h时,管式反应器平均总氮去除率表现为甘蔗渣反应器最高(72.1%),丝瓜络反应器次之(41.1%),棕丝与辫式填料反应器平均总氮去除率较低(分别为12.9%和11.9%)。根据丝瓜络、棕丝和辫式填料的疏松结构特性及对反应器填料成本估算分析,认为甘蔗渣与棕丝填料混合利用是改善反应器流水状况、提高甘蔗渣释放的有机物质利用效率和保证反应器较高脱氮性能的经济最优方案。对甘蔗渣管式反应器内部细菌群落结构分析发现,该反应器内主要优势菌为反硝化细菌,其所占比例(21.1%)远大于厌氧氨氧化菌比例(2.0%),反应器主要脱氮方式为异养反硝化作用。
【关键词】：污水厂 节地 悬浮填料 管式反应器 硝化作用 脱氮 群落结构
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-16
• 第一章 绪论16-27
• 1.1 研究背景16-24
• 1.1.1 污水厂节地必要性16-21
• 1.1.2 污水脱氮与污水厂节地的关系21-22
• 1.1.3 污水厂节地研究现状22-24
• 1.2 研究目的与意义24
• 1.3 研究内容24-26
• 1.4 技术路线26-27
• 第二章 污水厂节地因子分析与方法初探27-41
• 2.1 污水厂用地标准、规范与政策27-29
• 2.1.1 国家标准、规范与政策27-28
• 2.1.2 地方标准、规范与政策28-29
• 2.2 污水厂节地因子分析29-33
• 2.2.1 污水厂规模29-30
• 2.2.2 污水处理工艺30-31
• 2.2.3 污水处理标准31-32
• 2.2.4 经济因素32-33
• 2.3 污水厂节地方法初探33-39
• 2.3.1 污水处理工艺节地型技术改造33-36
• 2.3.2 平面布局优化与竖向功能强化36-38
• 2.3.3 单体空间集成研究38
• 2.3.4 受纳水体的利用38-39
• 2.4 本章小结39-41
• 第三章 新型悬浮填料强化硝化实验研究41-77
• 3.1 污水厂强化硝化研究进展41-45
• 3.2 新型悬浮填料强化硝化实验研究45-75
• 3.2.1 材料与方法45-51
• 3.2.2 结果分析与讨论51-75
• 3.3 本章小结75-77
• 第四章 新型管式反应器脱氮实验研究77-94
• 4.1 污水厂尾水生化和生态脱氮研究进展77-80
• 4.2 新型管式反应器脱氮实验研究80-92
• 4.2.1 材料与方法81-82
• 4.2.2 结果分析与讨论82-92
• 4.3 本章小结92-94
• 第五章 结论与展望94-97
• 5.1 结论94-96
• 5.2 展望96-97
• 参考文献97-108
• 致谢108-109

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张巧;谢帮蜜;申芝芝;欧蕾;彭盛华;尹魁浩;;7种人工湿地填料对污水中营养盐吸附能力的评价[J];广东化工;2016年02期

2 张立东;白廷洲;;人工湿地在污水处理中的应用[J];广东化工;2015年22期

3 马红敏;姜国勇;赵亮;高翔;;城市建设用地节约集约利用评价内涵和发展方向综述[J];国土资源;2015年11期

4 赵文莉;郝瑞霞;王润众;杜鹏;;复合碳源填料反硝化脱氮及微生物群落特性[J];中国环境科学;2015年10期

5 赵银慧;李莉娜;景立新;唐桂刚;;污水处理厂氮排放特征[J];中国环境监测;2015年04期

6 林冰洁;;污水处理厂的土地利用现状及节地措施[J];建设科技;2015年13期

7 王军波;;新型人工湿地填料的研发及其应用进展[J];广东化工;2015年08期

8 张明莉;李冉;;基于罗吉斯蒂增长模型对我国未来城市化水平的预测[J];河北经贸大学学报;2014年06期

9 刘少敏;储磊;朱敬林;;固定化硝化细菌去除生活污水中的氨氮[J];环境工程学报;2014年10期

10 吴悦颖;王洪臣;孙娟;张文静;;我国城镇污水处理设施脱氮除磷能力现状分析及对策建议[J];给水排水;2014年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 韩广;基于神经网络的污水处理过程实时优化控制研究[D];北京工业大学;2014年

2 杨新萍;污水处理中脱氮功能微生物特性及固定化应用研究[D];南京农业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李一新;竹炭反硝化滤池处理城市污水处理厂尾水脱氮试验研究[D];南京林业大学;2015年

2 赖长邈;多级人工湿地结构设计及其水力特性研究[D];成都理工大学;2014年

3 范艳明;污泥停留时间对除磷菌种群结构的影响分析[D];天津大学;2014年

4 吴得意;新疆和静县污水处理厂升级优化设计[D];新疆大学;2013年

5 刘聪;氧化沟工艺处理适用性比较分析研究[D];长安大学;2012年

6 王曼曼;固态碳源去除地下水硝酸盐的模拟试验研究[D];合肥工业大学;2012年

7 宋慧敏;反硝化滤池运行条件优化及其脱氮效果影响的研究[D];上海师范大学;2012年

8 李卿卿;缺氧/好氧膜生物反应器的脱氮效能及运行特性研究[D];青岛理工大学;2010年

9 张伟;水环境规划中人均生活污水排放量估算研究[D];苏州科技学院;2010年

10 时旭;生物活性炭滤池处理城镇污水处理厂尾水的研究[D];南京理工大学;2010年

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本文编号：718737