摘 要

间歇曝气生物滤池作为一种有效的新型滤池，在处理生活污水这一方面已经有广泛应用。但是关于不同运行工况下，垂直流生物滤池及组合生物滤池脱氮效率与影响因素的关系缺乏深入研究。为此，本次研究设计构建了3组不同形态的垂直流滤池，并将其中一组垂直流滤池与折流式水平流滤池结合构成组合系统，通过调整不同的水力负荷来探究不同运行工况下垂直流滤池脱氮效率与影响因素的关系及组合系统单级与整体间脱氮效率的差异。结果表明，随着水力负荷的降低，脱氮效率逐渐提高；曝气对脱氮有良好的促进作用，但过度的曝气充氧可能也会抑制脱氮；组合系统中一级滤池起主要脱氮作用，二级滤池起到了强化反硝化过程的作用，但组合系统脱氮效率比垂直流滤池略低。

关键词：生物滤池；组合系统；脱氮；水力负荷

Abstract

As an effective new filter, intermittent aeration bio-filter has been widely used in dealing with domestic sewage. However, the relationships between nitrogen removal efficiency and associated influencing factors among vertical-flow bio-filters and/or combined bio-filters operated under different conditions are still not explored comprehensively. To this end, we designed three different forms of vertical-flow filters, which included one mature bio-aerated filter (MBAF), one new-constructed bio-aerated filter (NBAF), and one new-constructed non-aerated bio-filter (NBF). The third one, NBF, was set as a control. Meanwhile, a combination system (CBF) consisted of an aerated vertical-flow filter (MBAF) and a baffled horizontal flow filter (BHBF) was constructed. The relationships between denitrification efficiency and their influencing factors among the vertical-flow filters operated under different conditions were explored by adjusting different hydraulic loads. Likewise, the differences in denitrification efficiency among the single and combined units were analyzed. The results showed that the denitrification efficiency increased with the decline of hydraulic load. Intermittent artificial aeration presented an enhancement on denitrification, but excessive aeration might also inhibit the rate of denitrification. For the combined system, the first filter accounted for the most of denitrification, while the second played a leading role in strengthening denitrification. In addition, the denitrification efficiency of the combined system was slightly lower than that of the vertical-flow filter.

Key Words：biological filter；combination system；denitrification；hydraulic load

目录

第一章 文献综述 1

1.1 我国水资源现状及存在的问题 1

1.2 水体富营养化的危害 1

1.3 研究的目的及意义 1

第二章 材料与方法 3

2.1 滤池的设计与构建 3

2.2 系统运行 3

2.3 数据采集 4

2.4 数据分析 4

第三章 不同运行工况对垂直流生物滤池脱氮效率的影响 6

3.1垂直流生物滤池进、出水在线指标的比较 6

3.2垂直流生物滤池对氨氮去除效率的比较 7

3.3垂直流生物滤池对亚硝酸盐氮去除效率的比较 10

3.4垂直流生物滤池对硝酸盐氮去除效率的比较 15

3.5垂直流生物滤池对总氮去除效率的比较 19

3.6垂直流生物滤池脱氮效率与影响因素分析 23

第四章 不同运行工况对组合生物滤池脱氮效率的影响 27

4.1组合生物滤池进、出水在线指标的比较 27

4.2组合生物滤池对氨氮去除效率的比较 28

4.3组合生物滤池对亚硝酸盐氮去除效率的比较 32

4.4组合生物滤池对硝酸盐氮去除效率的比较 36

4.5组合生物滤池对总氮去除效率的比较 40

4.6 组合生物滤池脱氮效率与影响因素分析 44

第五章 结论 48

5.1 垂直流生物滤池脱氮效率 48

5.2 组合生物滤池脱氮效率 48

参考文献 49

致谢 51

第一章 文献综述

1.1 我国水资源现状及存在的问题

近年来，伴随着社会经济的繁荣和人民生活水平的提高，环境的污染问题，特别是生活污水的污染问题，逐渐进入了人们的视线。尽管我国平均淡水资源总量世界排名第6，为2.8万亿立方米，但是人均淡水资源量世界排名在100名以外，只有2200立方米左右，仅为世界人均淡水占有量的1/4，属于联合国公认的世界上13个贫水国之一^[1-2]。近几年我国经济的飞速发展，同时工业、生活等所需用水量日益增长，但相应的污水处理设施还没有完善，一方面仍然存在着污水直接排放城市河流的现象，另一方面由于各种原因污水处理厂往往会带来二次污染问题^[3-5]。这两方面使得城市河流、水库和地下水中的硝酸盐等氮含量过高，超过水体的环境容纳量，是造成水体富营养化的主因^[6]。

1.2 水体富营养化的危害