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活性污泥/生物膜复合工艺污染物降解模型研究

作　者: 刘剑
导　师: 赫俊国
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 复合工艺污染物降解模型有机物去除脱氮除磷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前,松花江流域水质污染严重,特别是冰封期工业园区所在江段污染更为突出,作为松花江水体的重要支流,斐克图河位于松花江水源地附近,其水体安全直接影响松花江的水体安全保障和哈尔滨市的供水安全,故需寻求一种高效的污水处理方法。目前活性污泥/生物膜复合工艺受到了越来越多的研究,但其污染物降解模型研究仍不成熟。本文以工业园区污水和A~2/O复合工艺为研究对象,建立工业园区污水处理模型,并进行验证。论文依据Monod方程、反应扩散模型和ASM模型,采用数学模拟的方法,进行了复合工艺在常温、低温条件下有机物去除模型的研究,建立了厌氧段、缺氧段和好氧段出水有机物稳态公式;厌氧段、缺氧段和好氧段出水生物量公式。并通过试验对模型进行了验证,结果表明:当进水有机物浓度为210~320mg.L-1时,常温条件下,在厌氧段出水生物量增量、有机物浓度方面,理论值与实测值之间的最小偏差率分别为5.1%、3.7%,最大偏差率为9.9%、9.4%;缺氧段最小偏差率为8.1%、2.2%,最大偏差率为10.4%、7.9%;好氧段最小偏差率为7.9%、7.1%,最大偏差率为12.7%、16.5%。低温条件下偏差率有所上升。且出水生物量增量理论值总是高于实测值,而出水有机物浓度理论值均低于实测值。依据硝化与反硝化中物料平衡方程,建立复合工艺常温、低温条件下硝化与反硝化模型。推导出厌氧段、缺氧段和好氧段出水氨氮稳态公式,缺氧段出水硝态氮稳态公式。通过试验值与理论值对比验证表明:当进水氨氮浓度为30~54mg.L-1时,厌氧段出水氨氮浓度理论值与实测值的偏差率,常温时最小为12%,最大为16%,低温时最小、最大偏差率分别提高1%、2.5%;缺氧段出水氨氮浓度理论值与实测值的偏差,常温时最小11.8%,最大16.4%,低温时最小、最大偏差率分别提高2.5%、2.9%;好氧段出水氨氮浓度理论值与实测值的偏差,常温时最小10.5%,最大15.2%,低温时最小、最大偏差率分别提高4%、4.1%;缺氧段出水硝态氮浓度理论值与实测值的偏差,常温时最小12.5%,最大15.8%,低温时最小、最大偏差率分别提高4%、5.6%。论文进行了复合工艺除磷模型的研究,建立了常温、低温条件下复合工艺磷的吸收及释放动力学模型,推导出厌氧段磷释放模型方程,缺氧段、好氧段吸磷模型方程。通过实测值与理论值的比较表明:常温条件下,厌氧段、缺氧段和好氧段理论值与实测值之间偏差率的最小、最大值分别为9.3%、14.6%;9.1%、12.4%;7.6%、9.5%。低温条件下,厌氧段、缺氧段和好氧段理论值与实测值之间偏差率的最小、最小值分别为14.4%、19.4%;12.4%、14.9%;10.4%、13.6%。复合工艺污染物降解模型的建立,可以很好的指导工业园区污水厂的监测与运行,对松花江流域乃至东北各省工业园区污水处理起到示范作用,并对松花江支流沿岸污水综合治理和污染物有效削减与控制提供技术支持,在一定程度上改善松花江流域污染状况和水环境,特别是对冰封期水质改善意义重大。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-23
  1.1 课题研究的背景及目的和意义  10-12
    1.1.1 课题研究的背景  10-11
    1.1.2 课题研究的目的和意义  11-12
  1.2 活性污泥-生物膜复合工艺  12-17
    1.2.1 活性污泥-生物膜复合工艺的原理  12-13
    1.2.2 活性污泥-生物膜复合工艺的主要特点  13
    1.2.3 活性污泥-生物膜复合工艺研究现状  13-17
  1.3 活性污泥-生物膜复合工艺污染物降解模型.  17-22
    1.3.1 活性污泥-生物膜复合工艺污染物降解模型研究现状  17-21
    1.3.2 存在的问题分析  21-22
  1.4 课题来源及主要研究内容  22-23
    1.4.1 课题来源  22
    1.4.2 主要研究内容  22-23
第2章试验材料及试验方法  23-27
  2.1 试验装置及试验用水  23-25
    2.1.1 试验装置  23-24
    2.1.2 试验工艺流程  24
    2.1.3 试验用水  24-25
  2.2 试验主要仪器设备  25
  2.3 试验检测指标及分析方法  25-27
    2.3.1 水质指标分析方法  25-26
    2.3.2 生物膜特性分析方法  26
    2.3.3 耗氧呼吸速率分析方法  26-27
第3章复合工艺有机物降解模型研究.  27-43
  3.1 复合工艺有机物降解模型的建立  27-33
    3.1.1 复合工艺有机物降解模型假设.  27-28
    3.1.2 复合工艺有机物降解模型的建立  28-30
    3.1.3 复合工艺有机物降解模型的应用  30-33
  3.2 复合工艺有机物降解模型的验证  33-41
    3.2.1 模型参数的选择  33-34
    3.2.2 结果与讨论  34-41
  3.3 本章小结  41-43
第4章复合工艺脱氮模型研究  43-57
  4.1 复合工艺脱氮模型的建立  43-49
    4.1.1 复合工艺脱氮模型假设  43-44
    4.1.2 复合工艺脱氮模型的建立  44-45
    4.1.3 复合工艺脱氮模型的应用  45-49
  4.2 复合工艺脱氮模型的验证  49-55
    4.2.1 模型参数的选择  49-50
    4.2.2 结果与讨论  50-55
  4.3 本章小结  55-57
第5章复合工艺除磷模型研究  57-68
  5.1 复合工艺除磷模型的建立  57-62
    5.1.1 复合工艺除磷模型假设  57-58
    5.1.2 复合工艺除磷模型的建立  58-59
    5.1.3 复合工艺除磷模型的应用  59-62
  5.2 复合工艺除磷模型的验证  62-66
    5.2.1 模型参数的选择  62
    5.2.2 结果与讨论  62-66
  5.3 本章小结  66-68
结论  68-70
参考文献  70-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-77
致谢  77

活性污泥/生物膜复合工艺污染物降解模型研究

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