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BAF强化二级出水处理效能的中试研究

作　者: 冯丽丽
导　师: 杨基先；马放
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 曝气生物滤池 生物强化 处理效果 群落演替
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 70次
引　用: 1次
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内容摘要


随着城市化脚步进程的加快,国家为加强对城镇污水处理厂建设和运行的管理,提高了污水排放标准,污水厂不得不在原有基础上进行升级改造。曝气生物滤池作为一种成熟的生物膜技术,在城市污水升级改造中有较好的应用前景。本文研究了BAF工艺在污水厂二级出水中的应用。首先针对污水厂二级出水中污染物特征,筛选、驯化出10株菌进行单菌株净水效能实验,对比考察了不同菌株对污水COD及总氮的去除效果;优选出Q1、Q5、L4、ZW四株菌株进行复配试验,确定Q1与ZW按照菌量比1:1复配,作为接种菌剂投加到反应器中,用于BAF的启动。在太平污水厂建立中试研究模型,摸索曝气生物滤池在实际应用中的运行参数。分别采用自然挂膜和人工投菌的启动方式,研究不同启动方法的启动时间及处理效果。确定采用人工投菌法,经过9天启动成功。研究了反应器沿程高度各污染物去除情况,确定滤池有效高度在1.5m-1.8m之间。通过调控不同的运行参数,探索不同的水力负荷及气水比对反应器去除效率的影响,指出在水力负荷为1.25 m3/m2·h、进水流量为22.12 L/h、停留时间为0.54h、气水比控制在10:1左右的条件下,出水处理效果最好。确定了曝气生物滤池反冲洗参数,冲洗周期18d,气洗3min,强度为8-10 L/(m2·s),气水联合冲洗3min,水洗强度为2-3 L/(m2·s),最后水漂洗5min。通过摸索能够处理二级出水的BAF反应器运行参数,为反应器的设计提供依据,为BAF工艺的工程应用提供试验依据。生物膜是BAF的核心。本文探讨了BAF生物膜形成机理,微生物通过载体与自身的相互作用,固定在填料上,通过特殊的基质扩散方式,导致微生物分级分层现象。本文研究了BAF系统生物群落结构多样及活性,分析系统内细菌群落结构随时间的演替规律,指出投加工程菌能够与水中土著微生物共同形成优势菌群;探索了不同滤池位置处生物群落多样性变化及演替规律,为曝气生物滤池的设计及稳定高效运行提供微生物方面的依据。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 绪论  10-23
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 我国水资源现状  10
    1.1.2 我国水污染现状  10-11
  1.2 曝气生物滤池工艺简介  11-13
    1.2.1 曝气生物滤池工艺原理  11
    1.2.2 曝气生物滤池滤料  11-13
    1.2.3 曝气生物滤池工艺特点  13
  1.3 曝气生物滤池工艺研究现状  13-19
    1.3.1 曝气生物滤池在微污染水源中处理中的应用  14
    1.3.2 曝气生物滤池在城市污水处理中的应用  14-15
    1.3.3 曝气生物滤池处理工业废水处理中的应用  15-16
    1.3.4 曝气生物滤池在污水深度处理中的应用  16-17
    1.3.5 曝气生物滤池在脱氮除磷方面的应用  17-19
  1.4 本课题研究目的及主要内容  19-23
    1.4.1 课题来源  19
    1.4.2 本课题研究的目的和意义  19-21
    1.4.3 研究的主要内容  21-22
    1.4.4 试验方案  22-23
第2章 试验装置、材料及方法  23-30
  2.1 实验装置与设计  23-25
    2.1.1 菌种筛选试验装置  23
    2.1.2 BAF 现场实验装置  23-25
  2.2 实验材料  25-27
    2.2.1 陶粒  25-26
    2.2.2 试验用水  26
    2.2.3 试验菌种  26
    2.2.4 试验用培养基  26
    2.2.5 试验装置  26-27
  2.3 实验分析方法  27-30
    2.3.1 水质指标检测方法  27
    2.3.2 菌株净水效能试验  27-28
    2.3.3 微生物非培养技术试验方法  28-30
第3章 固定化菌种的筛选及菌剂构建  30-40
  3.1 引言  30
  3.2 固定化菌种筛选  30-34
    3.2.1 固定化菌种分离  30-32
    3.2.2 功能菌株筛选  32-34
  3.3 固定化菌剂构建  34-39
    3.3.1 菌剂构建方案  34
    3.3.2 双菌株的复配  34-36
    3.3.3 多菌株复配  36-37
    3.3.4 复配比例  37-39
    3.3.5 工程菌剂构建  39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 BAF 工艺参数优化及处理效果  40-62
  4.1 曝气生物滤池启动研究  40-44
    4.1.1 自然富集培养启动  40-42
    4.1.2 人工投菌启动  42-43
    4.1.3 两种启动方式的比较  43-44
  4.2 滤池高度的确定  44-49
    4.2.1 COD 沿高度变化规律  44-45
    4.2.2 氨氮沿高度变化规律  45-46
    4.2.3 总氮沿高度变化规律  46-48
    4.2.4 总磷沿高度变化规律  48-49
    4.2.5 有效高度的确定  49
  4.3 水力负荷对BAF 运行效果的影响  49-54
    4.3.1 水力负荷对COD 去除率的影响  50-51
    4.3.2 水力负荷对氨氮去除率的影响  51-52
    4.3.3 水力负荷对总氮去除率的影响  52-53
    4.3.4 水力负荷对总磷去除率的影响  53
    4.3.5 最适宜水力负荷  53-54
  4.4 气水比对BAF 运行效果的影响  54-58
    4.4.1 气水比对COD 去除率的影响  54-55
    4.4.2 气水比对氨氮去除率的影响  55-56
    4.4.3 气水比对总氮去除率的影响  56
    4.4.4 气水比对总磷去除率的影响  56-57
    4.4.5 最佳气水比的确定  57-58
  4.5 反冲洗对BAF 去除效果的影响  58-59
    4.5.1 运行周期的确定  58
    4.5.2 反冲洗形式的确定  58-59
    4.5.3 反冲洗条件的确定  59
  4.6 太平污水厂升级改造方案  59-60
  4.7 本章小结  60-62
第5章 BAF 生物膜特性  62-72
  5.1 生物膜形成机理  62-63
  5.2 BAF 生物膜中生物相构成  63-66
    5.2.1 BAF 反应器内生物膜组成及特性  63-64
    5.2.2 反应器内生物膜中微型动物组成及特点  64-66
    5.2.3 BAF 反应器内生物相特点  66
  5.3 细菌多样性变化分析  66-71
    5.3.1 PCR-DGGE 技术  66-67
    5.3.2 不同时期生物膜上细菌多样性变化  67-69
    5.3.3 不同填料高度生物膜上细菌多样性变化  69
    5.3.4 细菌群落结构相似性分析  69-71
  5.4 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-79
攻读学位期间发表的学术论文  79-81
致谢  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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