BAF释碳填料的研制及处理含氮废水的研究

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1、论文分类号：１０７０８：２学校代码学号：１５０３０４７ＳＨＡＡＮＸＵＮＩＶＥＲＳＩＦＳＩＮＣ＆ＴＨＮＯＩＴＹＯＣＥＥＥＣＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅＢＡＦ释碳填料的研制及处理含氮废水的研究夸指导教师姓名：丁绍兰教授ＩＳ学科…境工ｉ＿■论文提交日期：２議年３月…ＨＩ论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学…’〃１ｗｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｔｍｍｍｍｗｍｗｍｍｍｍｍｍ申请工学硕士学位论文论文题目：BAF释碳填料的研制及处理含氮废水的研究学

2、科门类：工学二级学科：环境工程培养单位：环境科学与工程学院硕士生：王娟娟导师：丁绍兰教授2018年5月StudyontheTreatmentofNitrogenContainingWastewaterbyBAFUsingPretreatmentCarbonReleaseMediaAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByJuanjuanWang

3、Supervisor:prof.ShaolanDingMay2018BAF释碳填料的研制及处理含氮废水的研究摘要针对氮过量排放带来的问题，国家颁布了相关法规明确规定，要向排入河流内的重点污染物施行严格控制。而且提出了控制要求，在“十三五”期间（2016-2020年），对任何污水处理厂或企业单位排放的废水施行总氮排放控制。我国是农业生产大国，每年有大量的农业废弃物产生，例如香蕉皮、橘子皮、核桃壳等，大部分废弃物只是作为燃料或者丢弃，不仅造成资源浪费而且增加了环境负担。为了有效解决这个难题，本课题组在前期经过大量的试验研究，发现核桃壳具有特殊的骨架结构可作为微生物载体，并具

4、有良好的释碳性能，但将核桃壳应用于BAF中，在长期的BAF运行过程中发现，核桃壳BAF易坍塌而容易堵塞曝气头，这样既增加了反冲洗频率也比较耗能。为了使核桃壳更好的应用于BAF，本试验将核桃壳研磨为粉末作为缓释碳源，并添加沸石、水泥和铝粉制备成新型BAF多孔释碳填料，考察填料性能并将其应用于BAF研究其释碳性能及脱氮效果，并对BAF的运行参数进行了优化，得到以下结果：（1）将沸石粉末、水泥（粘结剂）、核桃壳粉末（缓释碳源）和铝粉（成孔剂）作为原材料制备出粒径为5.0-9.0mm的多孔释碳填料（Porosity&carbonreleasemidia，PCRM），其孔隙率为6

5、8%，表观密度为1.65g/cm3，抗压强度为100.8N，堆积密度为0.57g/cm3，比表面积为10.49×104m2/g。对PCRM填料利用X射线衍射(X-RayDiffraction，XRD)进行成分分析，内外表面的扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscorp,SEM)观察、填料释碳及脱氮试验和氨氮静态吸附试验，研究结果表明：PCRM外表面粗糙，且内部孔隙间贯通性强，便于微生物附着以及进入填料内部生长，有利于提高挂膜生物量；单位质量缓释碳源的释碳速率为0.68mg/(g•h)；对氨氮的饱和吸附量为1.65mgN/g。（2）BAF的挂膜启动

6、试验表明：微生物能够在PCRM及陶粒（Commercialapplicationceramite，CAC）填料上成功挂膜；PCRMI反应器和CAC反应器的COD去除率分别为86%和91%；PCRM反应器和CAC反应器的氨氮去除率分别为95%和92%。氨氮的变化趋势表明两种填料反应器中存在硝化和反硝化作用，pH和DO的变化能说明反应器内硝化反应进行的程度，而且充足的DO及偏碱性pH是成功挂膜的必要条件。（3）对各工艺参数的考察结果发现，水力停留时间（HydraulicRetentionTime,HRT）对反应器的COD的处理影响较小。当HRT为48h时，各项废水指标去除率

7、均趋于稳定且达到最大，其中PCRM反应器和CAC反应器COD去除率分别为94%和89%，氨氮去除率分别为99%和73%，总氮去除率分别为74%和61%，硝态氮有积累而亚硝态氮没有积累。相比之下，增加停曝时间对硝态氮的积累具有较大的影响，当停曝时间为12h时，两个反应器均没有硝态氮及亚硝态氮的积累，PCRM反应器和CAC反应器氨氮去除率分别为94%和92%；总氮去除率大幅上升，PCRM反应器总氮去除率上升至99%，CAC总氮去除率上升至96%。（4）BAF沿程化学参数测定研究结果表明，PCRM反应器和CAC反应器均在30-60cm阶段，微生