40000字硕士毕业论文曝气生物滤池在县城污水处理厂污水处理中的应用
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：40000字
论点：滤池,去除,生物
论文概述：
本次研究利用光学及电子显微镜只观察了滤料上的生物相及其结构，建议后续研究中能够从不同的滤料高度出发，研究分析不同高度滤料层的生物量、优势菌种、生物种群分布等。
论文正文：
第一章导言
1.1污水深度处理
随着工业用水量的不断增加，水资源短缺日益严重。污水深度处理后回用已成为解决水资源短缺的最有效措施。污水深度处理是指城市污水或工业废水经过一级和二级处理后，为达到一定的回用水标准，作为生产或生活用水资源进行再利用的进一步水处理过程。要解决水资源短缺的矛盾，不仅要安排好水资源配置，注重节约开支，还要通过有效的先进污水处理和回用技术，开辟另一个新的水源——循环水资源。
实现水资源的循环利用比为缺水城市开发新的水源更符合中国缺水的现实。首先，污水深度处理对解决水资源短缺，促进农业生产和国民经济的可持续发展，大大缓解水资源短缺具有重要意义。其次，污水深度处理的经济投资小于开发利用其他水资源的经济投资。第三，污水经深度处理后可回用于工业生产和绿化，不仅带来经济效益，而且带来显著的环境效益。因此，循环利用水资源无疑是最有效的解决办法。采用先进的处理和回用技术实现污水回用，可以降低水资源的污染程度，缓解水资源短缺。
1.1.2乌鲁木齐污水深度处理的必要性
乌鲁木齐位于亚欧大陆腹地，是离海最远的城市。降水少，蒸发量大。是一个资源型缺水城市，年平均降水量256毫米，年蒸发量2800毫米以上，水资源总量10亿立方米，人均水资源量不足500立方米，仅为全国人均水资源量2200立方米的四分之一，是一个水资源严重短缺的地区。根据乌鲁木齐市水资源综合规划，2010年全市缺水7546万m3，其中城市建成区缺水4143万m3。如图1-1所示，尽管水资源短缺，乌鲁木齐全年的供水总量仍在继续增加，从1990年的9144万吨/年增加到2009年的29771万吨/年。因此，乌鲁木齐市水资源供需趋势不容乐观，水资源短缺将成为制约乌鲁木齐市国民经济和社会发展的重要因素。
1.1.3污水深度处理
在二级处理技术中，出水仍有一些污染物，氮磷含量也很高。氮磷含量高会导致大量藻类繁殖，堵塞管网。此类污水的回用需要进行深度处理以去除有害物质，从而达到中水回用的国家标准。污水深度处理通常有以下方法。
(1)网格预处理的主要目的是去除一些体积较大的漂浮物体。调节池内的水质水量平衡，保证后续处理过程中处理效果更加稳定。废水处理前曝气可以去除废水中的一些气体，提高废水中溶解氧的值，并有助于废水的混凝。
(2)物理化学物理化学法(Physical chemistry method)是通过物理和化学的综合作用来净化废水，主要去除废水中的悬浮物和少量有机物，降低色度和浊度。主要方法包括臭氧氧化法、光催化氧化法、活性炭吸附法、电化学法、电磁处理法、超声波法、超滤(微滤)或反渗透处理技术。物理化学法虽然操作管理简单，占地面积小，但运行成本大，对水源要求严格，有一定的局限性。
1.2曝气生物滤池处理工艺
1.2.1曝气生物滤池的工作原理
曝气生物滤池(BAF)的工作原理是在滤池中填充一定量的小粒径滤料，在滤料表面和滤料的空孔中生长繁殖生物膜，给滤池充气，污水流的滤料与生物膜接触，利用滤料表面高浓度微生物的强氧化降解能力快速净化污水；同时，污水过时时，利用滤料粒径小和生物膜生物絮凝的特点，截留污水中大量悬浮物，防止脱落的生物膜随水漂一起流出，从而通过过滤、生物吸附絮凝和生物氧化对污水进行净化。由于池内好氧、厌氧和缺氧微环境的存在，硝化和反硝化可以同时进行，从而实现有机物去除和反硝化的一体化。同时，由于不同的生物相随着营养物质在流速方向上的减少，曝气生物滤池的生物相相当丰富，食物链比普通工艺更长、更复杂。当过滤器运行一段时间时，由于水头损失增加，需要反冲洗以释放悬浮固体并更新生物膜，从而可以恢复过滤器的处理性能。
第二章工艺流程和研究方法
2.1工艺流程和设计参数
高新区北区深度处理水厂以河东污水处理厂处理后的出水为水源，采用曝气生物滤池工艺，处理后的出水用于北区园林绿化和工业生产。设计日处理量为1万m3/d，长期处理量为5万m3/d，为北区工业园区提供了约63万平方米的绿地，有效缓解了高新区北区工业园区的供需矛盾。乌鲁木齐河东污水处理厂设计规模为20万m3/d，主要接收天山区、沙袋区、新市镇和水磨沟区的城市生活污水和大部分工业废水，以及上述区域的雨水。
污水处理工艺采用A-B两段活性污泥法。污水设计排放标准为《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级排放标准(不要求氮磷)。河东污水处理厂排放的二级废水中氨氮含量较高，超过了国家中水标准。同时，二级出水生化需氧量(BOD/COD)之比小于20%，导致脱氮反应机理中碳源不足，充足的碳源是传统生化法去除氨氮的必要和充分条件。因此，先进的污水处理厂不能采用传统的物化处理工艺和传统的生物处理工艺去除氨氮。
鉴于河东污水处理厂二级出水氨氮含量高、碳源不足，水质特征、处理水量、建设地点、项目投资、管理运营等。河东污水处理厂二级处理后的污水与一级沉淀池出水适当混合(以增加碳源)，作为深度处理水的来源，经曝气生物滤池处理。曝气生物滤池处理后的出水一部分作为工业园区生产用水的高级水源，另一部分作为园区绿化等杂用水。
第三章曝气生物滤池和挂膜的启动.............................................30-39
3.1挂膜方法及其工艺..............................30-34
3.1.1薄膜沉积过程中化学需氧量的变化..............................31[/比尔/] 3.1.2氨氮的变化..............................31-32
3.1.3亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的变化..............................32-33 [/BR/] 3.1.4影响成膜的因素..............................33-34
3.2曝气生物滤池生物膜和生物相的研究..............................34-37 [/BR/] 3.3本章概述..............................37-39
第四章曝气生物滤池的处理效果及生化需氧量的去除效果分析..............................39-59[/比尔/] 4.1曝气生物滤池..............................39-42
4.2曝气生物滤池对化学需氧量的去除效果..............................42-47[/溴/] 4.3曝气生物滤池对悬浮物的去除效果..............................47-50
4.4曝气生物滤池脱氮效果..............................50-57[/溴/] 4.5曝气生物滤池对总磷的去除效果..............................57-58
4.6本章在第五章总结了曝气生物滤池运行中存在的问题..............................58-59
..............................59-61
结论
(1)对滤料表面微生物膜的显微检查和大量动物胶、钟虫、轮虫等指示生物的观察表明，这种生物膜的形成基本上是在曝气生物滤池中自然生物膜形成16天后完成的。
(2)本厂曝气生物滤池工艺生物成膜过程中CODCr的去除率主要取决于滤料的截留效果，因此本研究中CODCr的去除率不应作为判断成膜完成的标志。
(3)对于硝化曝气生物滤池反应器，当进水CODCr大大超过氨氮时，硝化作用受到抑制和降低，只有35%时氨氮去除率稳定。因此，在此成膜研究中，氨氮的去除率不应作为成膜完成的标志。
(4)用光学显微镜和电子显微镜观察过滤材料表面的微生物，用电子显微镜观察生物过滤材料表面的大量孔洞，有利于微生物的生长和繁殖。
(5)曝气生物滤池进水化学需氧量浓度在70.2-291.6毫克/升之间，出水化学需氧量浓度在59.7-155.2毫克/升之间，平均去除率为17.7%。总的来说，深度处理水厂整个工艺的化学需氧量去除效果不达标，这是由水温、水力负荷、进水水质、生物降解性等因素造成的。实际监测表明，水温低于23℃时，化学需氧量去除率低于10%，水温高于23℃时，可保证较好的化学需氧量去除效果。当水力负荷在1.5m3/(m2h)至2.4m3/(m2h)之间时，化学需氧量的去除率在5%至15%之间。当水力负荷在2.4m3/(m2h)到2.6m3/(m2h)之间时，化学需氧量的去除率大大提高到25%左右。当水力负荷超过2.6 m3/(m2·h)时，化学需氧量的去除率又开始回落，电厂的最佳水力负荷在2.4 m3/(m2·h)至2.6 m3/(m2·h)之间。进水中化学需氧量的含量与去除率直接相关，进水中化学需氧量浓度高时去除率也高，反之亦然。进水的生物降解性也直接影响化学需氧量的去除率。本研究水质生物降解性差，导致化学需氧量的去除率较低。
(6)进水BOD5在17.5-76.9毫克/升之间，出水BOD5在9.1-35.9毫克/升之间，平均去除率为58.5%。BOD5的去除率相对稳定，挂膜后保持较高的去除率，水温在17℃时可以保持较好的去除率。