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随着废水处理工艺向经济、高效、节能和简便易行的特点发展,本论文对有机废水的低能耗分散式生物处理技术进行研究。研究分别以生活污水和新型工业废水作为研究对象。前者主要是针对以中小城镇和农村为代表的生活污水,以生物滤池为基础,探讨其低能耗分散式生物处理的适用技术;后者主要是针对水质较复杂且人们对其水质特点不太了解的新型有机工业废水,如英特尔公司的芯片切割废水,进行分散式生物处理技术的探讨。
在生活污水低能耗分散式生物处理技术试验研究中,通过对传统生物滤池的池体结构做了优化设计,开发了复合式生物滴滤池。小试研究通过考察生物膜周期性变化、串联运行模式、容积负荷、季节变化对复合生物滴滤池处理城市污水的影响,得到复合生物滴滤池的工作特性。结果表明,复合生物滴滤池在春秋季节运行过程中,系统出现了大量的后生动物,如蠕虫和滤池蝇幼虫等,并影响滴滤池污水处理的效果。两级复合生物滴滤池串联运行时,BTFⅠ主要去除有机物,COD的去除率在75%~80%,在通过BTFⅡ两种不同流量下,BTFⅡ对BTFⅠ出水的COD的去除影响不大,BTFⅡ进水流量减小可以有效地提高硝化作用。在进水COD平均浓度为400mg/L时,反应器在容积负荷为4.8kgCOD/ (m3?d)左右时,出水COD浓度仍可以保持在100mg/L内。当容积负荷大于2.4kgCOD/(m3?d)时,不利于氮、磷的去除。季节的变化对复合生物滴滤池对COD的去除效果影响不大,但对氨氮的去除有明显的影响。
在此基础上,对农村生活污水低能耗分散式生物处理技术进行中试研究,主要考察复合生物滴滤池去除污水中有机污染物、氮、磷的效果和污泥减量化效果。结果表明,复合生物滴滤池对有机污染物、氨氮、磷具有较好的去除效果,及有较好的污泥减量化效果。因此,复合生物滴滤池适合于农村生活污水的分散处理,这将为经济水平较低的中小城镇及农村污水处理提供新的适用技术,具有重要的现实意义。
在芯片切割废水低能耗分散式生物处理技术试验研究中,对芯片切割废水的生物处理技术可行性进行探讨,包括芯片切割生产工艺产生的淋洗(rinse)废水和切割(cutting)废水。通过测定含不同比例的芯片切割废水中溶解氧的消耗速率(OUR,oxygen uptake rate)变化来判断废水的生物短期毒性。同时将芯片废水与城市污水按不同的比例(v/v)混合,通过监测生物反应器COD和氨氮的去除率来判断废水的生物长期毒性,并得到生物反应器处理芯片切割废水的技术参数。结果表明,淋洗(rinse)废水没有对生物活性产生短期及长期毒性作用。但无论是短期冲击还是长期加入,切割(cutting)废水都会对生物处理系统产生不利影响。