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【6h】

ASBR-SBBR组合工艺处理粪便污水效能研究

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论文以开发高效、低能耗的粪便污水处理技术为目标，针对粪便污水高氮高有机浓度的特征，采用新型高效的“ASBR－SBBR”组合处理工艺处理粪便污水，并对该组合工艺的最佳运行工况进行了深入研究。对于低温下ASBR反应器处理效能降低的问题，采用增加反应器污泥浓度及延长停留时间有效地改善了低温ASBR反应器的处理效能。并对粪便污水厌氧出水NH4+-N浓度较高（500~600mg/L）、可生化性较差（BOD5/COD=0.2）的特点，探讨了有机负荷、NH4+-N浓度、水温等对SBBR反应器脱氮效能的影响；采用将部分原水接入SBBR反应器的方法，解决了脱氮过程碳源不足的问题，并且在SBBR反应器中实现了高效的同步硝化反硝化脱氮，进一步通过提高挂膜密度等途径，强化了SBBR反应器的低温脱氮能力。此外，针对ASBR－SBBR反应器出水残留的难生物降解有机物和色度，比较了臭氧氧化和活性炭吸附工艺对其的处理效能。研究得出如下主要结论： 1) 有机负荷和水温对ASBR反应器处理效能的影响试验表明：当反应器水温为35℃、容积负荷为10.0 kgCOD/m3·d、HRT为24h时，进水COD为16000mg/L，出水COD为2600mg/L，COD去除率为86.4％，反应器处理效果良好；冬季试验表明：当15℃时，COD去除率下降为54％，此时，将MLSS从30g/L增加40g/L，可使COD去除率升至63％，当HRT延长至48h时，其COD去除率为77％。 2) SBBR和SBR反应器处理效能对比试验研究表明：SBBR反应器(挂膜装填密度为30％)处理粪便污水厌氧出水COD去除率为86.3％，NH4+-N去除率为99.2％, TN去除率为84.5％；而SBR反应器的COD去除率为87.9％，NH4+-N去除率为97.6％, T-N去除率为75.7％，SBBR反应器的脱氮效能优于SBR反应器。 3) SBBR反应器处理粪便污水厌氧出水试验研究表明：当有机负荷为0.4 kgCOD/m3·d，HRT为12h，挂膜密度30％及水温为25℃时，可使COD为2600mg/L，NH4+-N为500mg/L及T-N为500mg/L的进水，出水COD为350mg/L，NH4+-N为7mg/L，T-N为80mg/L，COD去除率为86.3％，NH4+-N去除率为99.2％, T-N去除率为84.5％，在SBBR反应器中实现了高效的同步硝化反硝化脱氮。 4) 氨氮对SBBR反应器处理粪便污水厌氧出水效能的影响试验结果表明：当反应器中NH4+-N浓度≥200mg/L时，NH4+-N去除率从98.4％下降为48.3％,硝化速率从8.2mg/L·h下降为4.05mg/L·h；NH4+-N对硝化菌产生了有明显的抑制作用，当SBBR反应器有机负荷≤0.6kgCOD/m3·d，排水比≤1/4时，可使反应器中NH4+-N浓度≤200mg/L，避免NH4+-N对硝化过程的抑制。 5) 对于粪便污水厌氧出水中碳源不足的问题，试验结果表明：在25℃时，将8％原水直接进入SBBR反应器，使处理水的BOD/TN为3.2左右，有效地提高了脱氮的效率，并且最终出水TN小于20mg/L，达到了国家排放标准的要求。 6) 冬季低温对SBBR反应器处理粪便污水厌氧出水效能的影响试验结果表明：当反应器水温从25℃下降到13℃左右时，反应器内微生物的活性随之下降，其脱氢酶含量从8.21μgTF/mgMLSS·h下降到3.29μgTF/mgMLSS·h，SBBR反应器出水的TN从56. 3mg/L上升到81.2mg/L，T-N去除率从89.2％ 下降为80％。将8％原水直接进入SBBR反应器，并将反应器挂膜密度由30％增至45％，可使反应器TN的去除率提高到92.8％。 7) 活性炭能够很好地吸附粪便污水生化处理出水中残留的难降解的COD，其吸附容量q为150mg/g，该吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程。 上述研究结果，将为粪便污水处理的工程实践提供科学的依据，具有重要的指导意义。

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