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尽管目前分散型污水处理工艺得到了较为广泛的应用,但是随着土地资源越来越紧张现有工艺的弊端逐渐显现出来,尤其是占地面积、运行管理等问题。针对现有分散型处理工艺的不足之处,本课题组自行设计开发出的新型一体化工艺——气升回流一体化反应器,用于处理农村等分散型生活污水。该工艺具有占地面积小、处理效果好、运行维护简单和无污泥排放的特点。该系统由好氧区、厌氧区、沉淀区和气升室组成,以曝气的剩余气体的气升作用实现混合液的回流,节省动力消耗。本试验旨在该装置正常运行条件下获得其最佳的运行控制参数,以便对反应器的优化提供参考,便于其在工程实践中推广和应用。 本试验在气升回流一体化反应器中进行的,以校园生活污水为研究对象,主要考察反应器在不同进水条件和不同容积负荷下对原水中的CODcr、NH4+-N、TN、NO3--N和SS的去除情况,以此获得系统的最佳运行和控制参数,同时考察系统污泥的相关性状。在为期13个月的试验研究过程中得出以下研究成果: (1)系统对有机物的去除效果与进水容积负荷相关。当进水容积负荷低于1.6kgCOD/m3d时,CODcr、氨氮、TN的去除效果均较好,平均去除率分别可达90%、90%和60%以上,出水可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。进水CODcr浓度在100-1000mg/L变化时,维持系统总停留时间在14h以上,可以取得较好的污染物去除效果。 (2)本装置好氧区溶解氧维持在0.5mg/L左右时CODcr、氨氮及悬浮物(SS)有较好的去除效果,去除率分别达到80%、90%和75%左右,出水CODcr,NH4+-N及SS平均浓度在40mg/L,6.5 mg/L,10mg/L左右。维持较低的溶解氧更有利于系统反硝化,提高TN去除效果,同时能降低能耗。 (3)曝气量是污染物去除和混合液回流的关键设计控制参数。系统对氨氮的整体去除效果较好,TN的去除存在一定波动,维持曝气量在400L/h以下时不仅可以取得较好的TN去除效果,CODcr、NH4+-N的去除效果也好。 (4)在保持总进水量改变昼夜水量对系统COD和氨氮的去除效果影响不大,而TN的去除呈现较大的波动,当进水改为不连续进水时系统TN去除率降低至35%左右。为了取得较好的处理效果,因将反应器总的水力停留时间控制在10h以上。 (5)好氧区高污泥浓度可保证在进水水质突变的情况下反应器能维持较稳定的去除效果,有较强的抗冲击负荷能力。本装置在连续运行13个月期间依靠厌氧区污泥的自消解和好氧区红虫的捕食作用,实现系统的长期不排泥,使其在工程应用上可实现无人值守。