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臭氧高级氧化与BAF联合污水深度处理工艺比较与研究

作　者: 于德淼
导　师: 马军
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 污水深度处理高级氧化 BAF 硝化反应纯氧曝气
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

随着社会经济的飞速发展,人们对于水资源的需求越来越强烈。然而我国所面临的现状是:水资源总量较丰富,人均水资源拥有量少,水资源污染严重。由于洁净水资源的匮乏,污水资源作为一种新型水资源引起人们的注意。由于原水水质很复杂,常规的污水深度水处理技术无法较好满足回用需求。高级氧化技术作为新型的污水深度处理技术,逐渐成为污水深度处理技术的热点之一;曝气生物滤池（BAF）也因其生物作用的高效性及自身工艺特点,在中水回用工艺中受到广泛的重视。试验采用北京地区某污水厂生物二级出水为原水,通过小试比较了单独臭氧与高级氧化（催化臭氧化）的处理效能,催化臭氧化水中溶解臭氧浓度高于单独臭氧,且波动较小,有利于对污染物质的氧化降解,对UV₂₅₄的去除率要高于COD_Mn的去除率。考虑经济因素,过大的臭氧投量对实际工程没有意义,主要看较小投量时（10mg/L以下）的处理效率,催化臭氧化的目的不是尽可能多的去除有机物而是改善水质、改变有机物机构及特点,为下段强化生物处理提供帮助。通过中试试验评价了空气BAF、纯氧BAF以及混凝沉淀后接BAF三种以BAF为主体的处理工艺。单独曝气生物滤池对污染物去除效果较差,抗冲击负荷能力较差,不能达到回用水要求。纯氧曝气生物滤池水中溶解氧含量较高,有利于微生物的生长,由于原水有机物含量低,而氨氮含量高,炭柱中硝化菌为优势菌种,氨氮处理效率高;氧气无法改变水中有机物的结构,对有机物去除效果没有大的影响,因此COD_Mn的去除率同空气曝气接近。混凝沉淀后接BAF工艺中,混凝沉淀可以有效地对有机物去除,但由于水中的藻类含量较高,产生的浊度不易沉降,所以沉后出水浊度较高,不利于BAF与砂滤池的运行,对氨氮的去除效果也没有得到加强。以上三种工艺对水中分子量分布没有产生明显影响,没有使原水水质发生本质变化,处理效果受冲击负荷的影响较大,在实际应用工程中受到一定的限制。将高级氧化（催化臭氧化）与BAF联合起来,充分发挥各自的优势,达到互补的作用。高级氧化后接BAF工艺对污染指标均有非常好的去除效果,高级氧化阶段主要对有机物(如色度、COD_Mn、UV₂₅₄等指标)有较好处理能力,利用自由基的强氧化性将有机物氧化分解;高级氧化反应可产生较多

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-32
  1.1 研究背景  12-16
    1.1.1 我国水资源状况  12
    1.1.2 水环境的污染  12-13
    1.1.3 污水回用概况  13-16
  1.2 污水回用深度处理技术与工艺概述  16-30
    1.2.1 物理化学法  16-18
    1.2.2 生物方法  18
    1.2.3 物理化学与生物组合工艺  18-19
    1.2.4 高级氧化技术概述  19-23
    1.2.5 曝气生物滤池技术概述  23-29
    1.2.6 高级氧化与生物组合技术概述  29-30
  1.3 课题的提出与实施的意义  30-31
  1.4 课题研究的内容和方法  31-32
    1.4.1 课题研究内容  31
    1.4.2 课题研究方法  31-32
第2章实验材料及实验方法  32-44
  2.1 实验流程、装置及实验用水  32-36
    2.1.1 实验流程及装置  32-34
    2.1.2 水源的选择  34
    2.1.3 水源的水质  34-36
  2.2 实验的方法  36-43
    2.2.1 小试实验方法  36
    2.2.2 中试实验方法  36-39
    2.2.3 检测手段及检测指标  39-43
  2.3 催化剂的选择  43
  2.4 本章小结  43-44
第3章 O_3高级氧化技术  44-55
  3.1 O_3高级氧化技术的特点及其机理  44-48
    3.1.1 O_3高级氧化技术的特点  44-46
    3.1.2 O_3高级氧化技术的机理  46-48
  3.2 O_3高级氧化对水中污染物的去除  48-53
    3.2.1 单独臭氧氧化  48-51
    3.2.2 催化臭氧氧化  51-53
  3.3 本章小结  53-55
第4章曝气生物滤池工艺  55-82
  4.1 曝气生物滤池（BAF）工艺的特点及原理  55-56
    4.1.1 BAF工艺的特点  55-56
    4.1.2 BAF 工艺的原理  56
  4.2 空气BAF工艺  56-65
    4.2.1 BAF工艺的挂膜启动  56-57
    4.2.2 对COD_(Mn)的去除效果  57-61
    4.2.3 对氨氮（NH_3-N）的去除效果  61-63
    4.2.4 对UV_(254)的去除效果  63-64
    4.2.5 对DOC的去除效果  64
    4.2.6 对分子量分布的影响  64-65
  4.3 纯氧BAF工艺  65-73
    4.3.1 对COD_(Mn)的去除效果  65-67
    4.3.2 对氨氮（NH_3-N）的去除效果  67-69
    4.3.3 对UV_(254)的去除效果  69-70
    4.3.4 对色度的去除效果  70-71
    4.3.5 对浊度的去除效果  71-72
    4.3.6 对DOC的去除效果  72
    4.3.7 对分子量分布的影响  72-73
  4.4 混凝沉淀与曝气生物滤池（BAF）联用工艺  73-80
    4.4.1 对COD_(Mn)的去除效果  73-76
    4.4.2 对氨氮（NH_3-N）的去除效果  76-78
    4.4.3 对色度的去除效果  78-79
    4.4.4 对浊度的去除效果  79-80
  4.5 本章小结  80-82
第5章高级氧化（臭氧催化氧化）曝气生物滤池联用工艺  82-109
  5.1 对各污染指标的去除效果  82-96
    5.1.1 对COD_(Mn)的去除效果  82-86
    5.1.2 对氨氮的去除效果  86-90
    5.1.3 对UV_(254)的去除效果  90-91
    5.1.4 对色度去除效果  91-93
    5.1.5 对浊度的去除效果  93-94
    5.1.6 对DOC的去除效果  94-95
    5.1.7 对分子量分布的影响  95-96
  5.2 水力负荷对去除效果的影响  96-99
    5.2.1 水力负荷对COD_(Mn)去除效果的影响  96-97
    5.2.2 水力负荷对氨氮去除效果的影响  97-98
    5.2.3 水力负荷对UV_(254)去除效果的影响  98-99
    5.2.4 水力负荷对浊度去除效果的影响  99
  5.3 各种不同工艺的比较  99-105
    5.3.1 COD_(Mn)处理效果的比较  100-101
    5.3.2 氨氮处理效果的比较  101-102
    5.3.3 UV_(254)处理效果的比较  102
    5.3.4 色度处理效果的比较  102-103
    5.3.5 浊度处理效果的比较  103
    5.3.6 DOC处理效果的比较  103-104
    5.3.7 分子量分布的比较  104
    5.3.8 反冲洗的比较  104-105
  5.4 高级氧化+BAF工艺经济技术分析  105-107
    5.4.1 理论臭氧耗电费用  105-106
    5.4.2 实际臭氧耗电费用  106
    5.4.3 工艺运行总耗电费用  106-107
  5.5 本章小结  107-109
结论  109-111
参考文献  111-120
致谢  120

臭氧高级氧化与BAF联合污水深度处理工艺比较与研究

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