硫—硫铁填充床用于城市污水深度脱氮除磷的研究

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1、硫-硫铁填充床用于城市污水深度脱氮除磷的研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：苏晓磊指导教师：黄霞教授二○一五年六月StudyonSulfur/Sulfur-IronCouplingCarrierforAdvancedRemovalofNitrogenandPhosphorousfromMunicipalWastewaterThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionald

2、egreeofMasterofSciencebySuXiaolei(EnvironmentalScienceandEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorHuangXiaJune,2015摘要摘要深度脱氮除磷是满足日益严格的城市污水处理厂污染物排放标准、控制敏感水体富营养化的有效技术保障。针对现有城市污水厂处理出水，利用硫-铁耦合技术能实现氮磷的低成本高效去除，由于填料板结严重影响其运行稳定性，已成为制约该技术实用化的关键性问题。在分析硫铁耦合填料堵塞机理的基础上，通过脱氧、改变填充方式、反冲洗等手段防止填料

3、板结影响运行稳定，进而设计和搭建中试反应器，考察中试装置的脱氮除磷效果，为该技术的实际应用提供支撑。利用纯硫填充床进行脱氧，滤速为0.55~1.37m/h，填料高度为25cm处出水溶解氧（Dissolvedoxygen，DO）浓度均低于0.4mg/L，脱除率均在90%以上；纯-+-硫填充床最高脱氮负荷达2000mgNO3-N/(L·d)。在应用单质铁除磷时，H和NO3存在会影响铁释放对总磷（Totalphosphorus，TP）的去除，而溶解氧对TP去除几乎没有影响。-在不同滤速条件下，硫-硫铁完全混合填充床出水最低NO3-N浓度为1.9mg/

4、L，--最高脱氮负荷为910mgNO3-N/(L·d）；硫-硫铁分层填充床出水最低NO3-N浓度-为0.34mg/L，最高脱氮负荷为1100mgNO3-N/(L·d)，两组反应器的TP出水浓度均低于0.2mg/L。经过长期运行，硫-硫铁完全混合填充床经过50天后才逐渐开始出现堵塞，硫-硫铁分层填充床在100天的运行时间内未发生堵塞，利用硫脱氧和硫铁分层填充相结合可以有效地延缓填料堵塞。硫-硫铁中试填充床经过130天的培养完成启动，硫填充床对DO的脱除率达3-90%以上，进水流量为0.5~1.5m/h时，出水NO3-N浓度低于3mg/L，出水TP

5、浓度低于0.2mg/L，有效地实现了污水深度脱氮除磷。关键词：硫铁填充床；脱氧；脱氮除磷；堵塞；中试反应器IAbstractAbstractThenitrogenandphosphorusintheeffluentfrommunicipalwastewatertreatmentplant(WWTP)couldcauseeutrophicationinsensitivewaters.Therefore,efficientandlow-costmethodstoremovethemhavebeenbecomingessentialresearchh

6、otspots.Thesulfur-ironcouplingcarrierpackedbedisaneffectivetechnologytoremovethenitrogenandphosphorousintheeffluentfromWWTP.However,theblockageconstraintsitsengineeringapplication.Basedontheanalysisontheblockagemechanism,somemethods,suchasdeoxygenation,changingthefillingform

7、andbackwash,wereadoptedtopreventtheblockage.Inthisstudy,apilot-scalereactorofsulfur-ironpackedbedwassetupforfurtherengineeringapplication.Apackedbedwithfillingsofsulfurtabletswasfirstlyemployedtoremovethedissolvedoxygen(DO)inthesecondaryeffluent.Astheflowratechangedfrom0.55m

8、/hto1.37m/h,theDOconcentrationwasdecreasedtolessthan0.4mg/L,witharemovaleff