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1、太原理工大学 硕士学位论文 倒置A/O工艺处理生活污水试验研究 姓名：王珍珍 申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：王增长 20100501 太原理工大学硕士研究生学位论文 I 倒置倒置 A2O 工艺处理生活污水试验研究工艺处理生活污水试验研究 摘 要 当水体中氮的浓度达到 0.5mg/L，磷的浓度达到 0.03 mg/L 时，水中藻 类会迅速繁殖，造成水体富营养化。水体富营养化严重威胁到城市水环境 正常功能。因此，有效的抑制氮、磷等营养物质进入水体是解决水体富营 养化的重要举措。 A2/O 工艺是最基本的脱氮除磷工艺， 但是传统 A2/O 工艺 不但出水水质不好而且存在脱氮和除磷矛盾
2、的问题。为了解决该问题，出 现了适合我国国情发展的倒置 A2/O 工艺，它简捷高效，不仅适合新建污水 处理厂，而且适合传统活性污泥污水处理厂的改造。本文以生活污水为研 究对象，通过传统 A2/O 工艺与倒置 A2/O 工艺的对比试验证实了倒置 A2/O 工艺在脱氮除磷方面的优越性。 生物除磷生化反应机理研究结果证明，聚磷菌厌氧释磷的充分与否并 不是决定其后好氧过度吸磷的充分必要条件，除磷微生物在厌氧条件下的 生化反应过程和结果才是影响系统脱氮除磷的关键因素。本试验通过对 DO、污泥浓度、硝酸盐、厌氧停留时间、VFA 及分点进水对倒置 A2/O 工 艺影响的研究，得出以下结论。 （1）DO 对磷
3、的去除效率影响很小，氨氮去处效率随溶解氧的升高而 升高。 （2）硝酸盐的存在不利于生物厌氧释磷。 （3）厌氧反应停留时间为 2.0h 时，生物好氧吸磷速率最高，继续延长 太原理工大学硕士研究生学位论文 II 对好氧吸磷结果影响很小。 （4）分点进水可以有效的缓解系统在脱氮和除磷两方面对碳源的争夺 问题，进而提高系统的脱氮除磷能力。 关键词：生活污水，倒置 A2/O 工艺，脱氮除磷，影响因素 太原理工大学硕士研究生学位论文 III INVERTED A2 / O PROCESS FOR SEWAGE STUDY ABSTRACT When the concentration of nitroge
4、n in waters reaches 0.5mg/L, and the concentration of phosphorus in waters surpasses 0.03mg/L,algae will grow rapidly, causing eutrophication of waters. Eutrophication threats the normal function of water environment seriously. Therefore, the effective way to solve the problem of eutrophication is t
5、o control the discharge of N中营养湖8个，占23.5%;其中富营养湖 11个，占总评价数的32.3%;富营养湖5个，占14.7%;重富营养湖3个，占8.8%。其分类统 计如表2-3所示。 表 2-3 1978-1980 年 34 个湖泊营养状态分类统计表 Table2-3 Classification of nutritional status of 34 lakes tables during 1978 and 1980 湖泊营养类型 贫-中营养 中营养 中-富营养 富营养 重富营养 湖泊数（个） 7 8 11 5 3 占评价数的比例（%） 20.6 23.5 3
6、2.3 14.7 8.8 湖泊面积（km2） 5870.8 89125 9434.1 66.95 7.31 占评价面积的比例（%） 24.1 36.7 38.8 0.27 0.03 从表2-3可以看出，1978-1980年我国绝大多数湖泊处于贫-中营养或中-富营养状态， 占调查面积的99.7%，己经达到富营养和重富营养的湖泊面积只占调查面积的0.3%，表 明当时我国富营养化现象只在少数地区较为严重。然而， 我国湖泊富营养化发展很快， 仅隔4年，34个湖泊中的部分湖泊营养状态就发生了急剧变化，如:北京密云水库已从贫 营养向中-富营养过渡，于桥水库已从中营养向富营养过渡;巢湖己从富营养向重富营养
7、过渡，并出现严重的“水华”，几乎涉及全湖表面。 1990 年 ，“全国主要湖泊、水库富营养化调查研究”的调查资料12，对我国 23 个主 要湖泊的营养状态进行了全面的评价和预测，结果见表 2-4。 太原理工大学硕士研究生学位论文 13 表 2-4 我国主要湖泊营养状态评价与预测 Table2-4 Nutritional status of Chinas major lakes, Assessment and Prediction 序号 湖泊名称 营养状态 营养状态预测 1 杭州西湖 富 富 2 呼伦湖 中 富 3 于桥水库 富 富 4 南西湖 富 富 5 镜泊湖 中 富 6 长春南湖 重富 重
8、富 7 蘑菇胡 富 富 8 博斯腾湖 中 中 9 洱海 贫-中 中 10 茂名水库 中 中-富 11 玄武湖 富 重富 12 甘棠湖 富 富-重富 13 深圳洪湖 重富 重富 14 滇池 重富 重富 15 巢湖 富 富 16 乌梁素湖 富 富 17 淀山湖 中 富 18 墨水湖 重富 重富 19 流花湖 重富 重富 20 荔湾湖 重富 重富 21 东山湖 重富 重富 22 麓湖 富 重富 23 固城湖 中 富 从表 2-4 可以看出，90 年代我国 23 个主要湖泊中，除洱海尚处于贫营养状态外， 其他湖泊均已达到中营养状态或富营养状态。 随着经济的发展，城镇人口不断增加，生活污水、工业废水的排
9、放量日益增长，致 使大量营养物质流入湖泊，使得我国湖泊的富营养化状况十分严重。根据松花湖 2001-2005年富营养化状况调查结果显示，松花湖CODMn指标5年年均值5.898 mg/L，接 近国家类水体标准。 TP指标5年年均值为0.0712 mg/L， TN 指标5年年均值1.548 mg/L， chla指标5年年均值为3.966 mg/m3，均超过国家类水体标准。SD 指标5年年均1.266m， 超过国家类水体标准。在这5个富营养化因子中，总氮的污染指标最重，其次是SD、 TP以及CODMn指数，最轻的是chla。松花湖全湖富营养化指数为49.17，对照标准，松花 湖的富营养化总体处于中
10、营养阶段。可见我国湖泊污染现状相当严重，令人堪忧。 太原理工大学硕士研究生学位论文 14 2.3 水污染流域综合治理 目前，世界上水资源管理和水污染防治发展方向是综合管理，一般分为流域综合管 理和区域综合管理，这种管理能够充分发挥系统整体效益，更经济有效地实现水资源管 理总体目标。实践证明，流域和区域的综合治理是水污染控制和水资源保护和可持续开 发利用的最佳途径13。 2.3.1 水污染综合治理概述 针对当前水资源短缺及水污染严重的情况， 1992 年在里约热内卢召开的高峰会议和 1998 年巴黎和纽约召开的大会， 使国际社会更深刻地认识到管理好水资源是经济和社会 可持续发展的一个重大挑战，在
11、迎接这一挑战的同时还要考虑到生态平衡。国际社会还 注意到，有必要制定区域性战略来共同管理跨国界的淡水资源14。1992 年高峰会议上 明确提出了水资源综合管理概念，并在实际应用中一般落实到了流域管理的水平，即流 域综合治理。 国际流域组织网在巴黎会议的研讨会上提出， 共享水资源的几个相邻国家， 应该认识到水没有国家和行政管理的界限，应当按相应的流域规模组织管理体系，可成 为国际河流流域可持续管理的协调机构，增强流域各国家之间的合作15。 2000 年 3 月，在荷兰的海牙召开的第二届世界水论坛上，世界水协会提出了 21 世 纪水、生命与环境统一的观点水安全，即“在确保自然环境保护和改善的同时，
12、从 家庭到全球，人人都能以可承受的价格，拥有足够的安全用水，从而能清洁、健康和生 机蓬勃地生活”。流域规模的谁管理已逐渐被认可为获得水安全的唯一途径16。 综合水管理强调发挥体系的整体效益。就智能而言，综合水管理包括很多方面：水 质和水量的管理、有效的污染控制、经济发展、公众健康。环境和生态、社会、文化、 水的储备、地表水与地下水的联合使用、公众参与、解决矛盾、灵活应付供水的其他变 化和气候的改变，以及社会、经济可持续发展等17。 流域综合管理应对整个流域进行周密规划，以使水资源可持续开发和利用以及可持 续地保持良好的生态环境。流域综合管理应由一个综合专业机构负责，在公共与个人参 与的基础上，
13、以平衡的方式实行良好合作，并采取普遍接受的水资源实践18。 目前，流域综合管理已发展成为国际水平与国家水平两级。在国家级流域综合管理 中政府制定政策，建立河流流域和地下水的管理机构，设法解决水分配中的矛盾；在国 太原理工大学硕士研究生学位论文 15 际级流域综合管理中，各有关国政府在国际合作伙伴的帮助下，建立强化河流流域管理 的机制，缔结跨国界的水合约，公平使用和共享水源。世界很多地方，存在两级水平的 流域管理实例， 各地根据不同的具体情况， 采取的具体措施也不尽相同， 各具特色1921。 2.3.2 水污染综合治理系统的组成 一个完整、科学和高效的水污染综合治理系统包括软件支持系统和硬件支持
14、系统， 以及在两个系统下的政策支持、管理支持、经济支持、信息支持、污染监控工程、污染 控制工程 6 个子系统，详见图 2-1。各地区地理环境、污染源及环境污染状况、环境管 理水平、经济技术条件等存在一定的差异，因此应结合地方实际情况，采取适宜的管理 政策、控制政策和治理技术。 图 2-1 水污染综合治理系统构成示意图 Fig.2-1 Water pollution control system structure diagram 2.3.3 区域性综合治理的优点 以一个水系的整个流域作为污染治理对象的水污染综合治理， 通过制定法规、 规划、 标准、工程技术、经济与行政管理等多方面的措施，来治理
15、区域污染问题，非常有效， 能够使水环境质量达到最佳状态，保证水资源的可持续开发和利用。将点源和非点源治 理结合起来，使水污染治理工作进入新阶段，具有单独处理无法媲美的优点，具体见表 2-5。 综合控制系统 软件支持系统 硬件支持系统 经济支持系统 政策支持系统 管理支持系统 信息支持系统 污染控制工程 污染监控系统 污染源控制系统 集中控制系统 水体自净 太原理工大学硕士研究生学位论文 16 表 2-5 水污染综合治理优点 Table2-5 Benefits of comprehensive water pollution control 序号 单独治理 区域性治理 1 各用水单位只是照章行事
16、，而很少考虑尽 量减轻排放废水对下游用水单位的影响 下游用水单位也是区域性水污染防治的组成分， 管理机构会统筹考虑，采取有效措施，防治污染 2 只按各单位自己的废水流量设计修建处 理厂， 规模小， 基建费及运行费单价昂贵， 且难以有效地维护及正常运行 可将附近的一些城镇与工矿区废水汇集一起，修 建联合大型污水处理厂，基建及运行费单价均明 显降低，且容易维持正常运行 3 在近点将处理废水排入受纳水体 可将处理废水输送到最适宜位置排放 4 即使在河水流量最低时，也得排放废水， 导致污水厂处理程度偏高及处理费用大 幅度增加的弊病 可修建一些水利工程， 以增加枯水期的河水流量， 或修建污水库以控制枯水期的污水排放量 5 各单位只能“各扫门前雪”，对其他单位不 能施加影响 可从治理污染的观点对区域规划、水资源利用与 土地利用规划提出合理建议 6 对处理方案只有有限的选择 对处理方案与位置有广泛的选择性，进而能选出 既可行又经济的最佳方案 2.3.4 我国流域综合治理状况 我国自 1994 年 5 月开始从治理淮河流域入手，开始流域治理工作。19
