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好氧生物转盘是生物膜法污水处理工艺中的一种,可有效地用于城市污水和多种有机性工业废水处理,在国内外污水处理技术的研究中受到极大关注。 与其他生物处理工艺相同,生物转盘的净化反应包括:有机物的氧化分解、硝化、脱氮等。生物转盘不需要曝气,也不需要污泥回流,很好的节省能源,同时在较短的接触时间就可得到较高的净化效果,包括BOD的去除和脱氮。 通过好氧生物转盘有机物降解和脱氮的试验研究,可以得到以下结论: 1.在有机物降解方面:1)在进水有机物平均盘片负荷分别为8.33、15.72和19.65g COD/(m2·d)条件下进行试验,有机物去除率分别为88.63%,94.37%和95.11%,由此可见,好氧生物转盘对负荷变化具有良好的适应能力。2)进水COD/NH4+为150:5、125:5及100:5时,生物转盘的有机物去除率依次提高,从95.4%提高到97.16%。同时观察到好氧生物转盘内有机物的去除主要在生物转盘的第一、二个盘片完成,试验表明有机物在进入反应器的短时间内就被降解,去除率达到88.6%以上。3)在2~5小时的不同水力停留时间,即不同水力负荷78.64、52.43、39.3和31.45(L/(m2·d))条件下,好氧生物转盘对有机物的去除率分别为87.68%、86.35%、89.2%和94.51%。试验证明,好氧生物转盘对水力负荷的变动有较好的适应能力。 2.在脱氮方面:1)在进水NH4+-N平均盘面负荷分别为0.59、0.79和0.98mgNH4+-N/(m2·d)条件下进行试验,得到NH4+-N平均去除率分别为100%、95.28%和90.95%,NH4+-N转化为硝氮的平均转化率分别为55.77%、49.9%和56.12%。试验证明,生物转盘的硝化性能对氨氮负荷变动有较好的适应能力。2)当进水COD/NH4+=100:5时,系统增加回流与取消回流出水NO3-浓度分别为16.19mg/L和14.3mg/L,由此可以看出,回流并没有提高好氧生物转盘系统的反硝化效果。这是因为,生物转盘的有机物去除效果很好,出水中硝氮浓度较高而碳源含量很低。如需提高系统的脱氮效果,试验证明必须通过提高进水的COD/NH4+比来实现。3)在不同C/N比5、3和1.5条件下,试验数据表明,在C/N=5时,总氮去除率达西安建筑科技大学硕士学位论文87%以上;而在C加=1 .5时,总氮去除率不到50%。由此可见,要实现良好的脱氮效果必须控制C月闷比,理论上是至少3一5,因而实际中需根据脱氮的预期效果,调整好合适的C加比是很重要的。4)试验证明,好氧生物转盘内的硝化反硝化主要在生物转盘的前几个盘片,不论氨氮还影肖氮进入反应器后,在短时间内就被降解。因为此阶段有机物丰富,生物膜较厚可以有硝化菌和反硝化菌存在。5)硫酸盐的加入对反硝化有促进作用。数据表明,在C入=3,即Nq一100m叭时,s时一200m叭反硝化效果优于其他s时一浓度系列,出水Nq-浓度在lm泌左右(图5 .16);其中未加s时一时,出水Nq一浓度平均在37.63m留工左右。 3.在生物相方面:l)生物转盘的第一盘片上大量生长丝状菌,而后面盘片较少。2)整个生物转盘的生物分布情况为:前几个盘片由于营养丰富,异养菌得到优势生长,而异养菌生长迅速,故膜很厚,此段以有机物去除为主;而后面盘片由于有机物被前面盘片降解的很多,营养相对较少,生物量增长慢,导致盘片上的膜较薄。 4.在动力学方面:l)通过求解生物膜产率系数Yobs得到生物转盘的产率系数随S0 (mgN可几)的变化曲线为y一0.0082x+0.3394,从中可以看出,随进水氨氮浓度的增加,生物转盘的产率系数呈递减趋势。2)试验数据分析得出,好氧生物转盘的COD反应级数为1,呈直线关系。其有机物降解反应速率常数KI,coD为0.9925h-l,生物转盘动力学方程式C,一494.le刁·992,’(m叭)。