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近30多年来,中国经济高速发展,城镇化和工业化进程加快,环境问题尤其是水污染问题日益突出,并在局部地区呈现恶性爆发趋势。2015年国家新环保法的颁布和“水十条”的出台,使氮磷等污染物的排放标准更为严格。然而我国很多城镇的市政污水在处理过程中仍存在着总氮去除不达标的现象。传统A/O工艺作为目前应用较为广泛的一种脱氮工艺,具有流程简单、操作简便等优点。但若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大了运行费用。另外回流带入的一定溶解氧,使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到90%。本论文创新性地提出了基于沸石吸附/再生的改良型A/O脱氮工艺,并从以下几个方面展开研究:(1)对沸石材料进行了表征(比表面积及孔径分布),同时从沸石粒径、吸附时间、沸石投加量、溶液pH值、COD浓度、盐分、温度等角度进行探讨,对适合氨氮吸附的沸石进行选型;(2)以溶解氧(DO)、内回流(r)和污泥回流(R)为考察因素,对本工艺进行正交实验,考察其COD、NH3-N和TN去除率,确定该工艺脱氮的最佳运行参数;(3)在最佳参数运行条件下处理市政污水(模拟配制)和实际污水,考察其处理效果。为此,本研究采用比表面分析仪和扫描电子显微镜对试验中用到的沸石进行表征,同时通过氨氮去除率考察各因素对沸石的影响;通过正交试验重点考察DO、r和R对污水COD、NH3-N、TN去除率的影响;在最优运行条件下,考察本工艺对实际污水的处理效果。试验结果表明:(1)5 mm改性颗粒沸石比表面积最大且其表面最为粗糙,且粒径为5 mm,沸石投加量为30 g/L,COD浓度≤500 mg/L,溶液温度在25℃以上,吸附平衡时间为0.10.2 h时,沸石可取得最佳氨氮去除效果;(2)DO、r和R在一定范围内变化对COD去除率影响较小,COD去除率均保持在较高水平;影响TN去除率最大的因素是r;影响NH3-N去除率最大的因素是DO。当DO为1 mg/L、r为100%、R为100%时,碳氮去除效果最佳。(3)实际市政污水试验结果表明,该工艺能够对市政污水进行高效脱氮,整个试验期间出水COD、NH3-N和TN等各项指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,尤其可使TN去除率达91%以上。综上表明,基于沸石吸附/再生的改良型A/O脱氮工艺可以实现污水高效脱氮处理,节约了成本,克服了传统A/O工艺的缺陷。