有机物浓度对硝化作用影响的试验研究

论文摘要

本课题选用悬浮球形填料作为复合生物反应器的填料,研究其挂膜、有机物去除和硝化作用,主要包括以下几部:复合生物反应器的启动;HRT、气水比、污泥回流比对复合生物反应器处理效果的影响;pH值、DO和系统优化后高有机物浓度对硝化作用的影响。试验研究结果如下:（1）复合生物反应器的启动,温度在25-27℃,DO为4.0-4.8 mg/L的条件下,历时二十五天完成挂膜。挂膜成功后对反应器中的微生物进行驯化,培养出耐冲击负荷能力强的处理效率高的微生物,驯化过程历经40天。当出水的COD和NH3-N的浓度以及二者的去除率都能达到稳定水平时,驯化工作完成,结束驯化。（2）HRT和气水比对复合生物反应器运行效果影响试验表明:HRT为7h和5h时COD和NH3-N的去除效果相差不大,综合比较分析,复合生物反应器的水力停留时间定为5h,气水比为25:1比较合适。（3）有机负荷对复合生物反应器运行效果影响试验表明:随着进水的有机负荷从2.03kgCOD/（m3·d）增加到5.49kgCOD/（m3·d）,反应器对COD的去除率从84.36%逐渐增大到91.63%,然后逐渐减少到80.62%,最后又缓慢回升到81.10%;NH3-N去除率则从73.72%逐渐增大到77.47%,然后迅速减少到60%左右,最后又稳定在55%左右。（4）pH值对硝化作用的影响试验表明:在进水pH值从6-9逐渐增高的变化的过程中,NH3-N去除率呈先逐渐增大后又逐渐减小的趋势。pH值在7.2以下和8.6以上时,硝化反应不能正常进行,这两个范围内的NH3-N去除率都比较低,pH值在7.2到8.6之间时,硝化反应明显,NH3-N去除率也比较高,都在60%以上,并且在pH值为7.8时,NH3-N的去除率达到最大值。（5）DO值对硝化作用的影响试验表明:DO在3.0-5.5mg/L的范围内时,NH3-N的去除率在60%以上。这个范围内,硝化细菌能够迅速的生长繁殖和新陈代谢,硝化作用比较明显。当DO在3.0mg/L以下和5.5mg/L以上时,硝化作用效果又逐渐减小。（6）系统参数优化后复合生物反应器处理效果试验表明:在HRT=5h ,有机负荷=3-4.5kgCOD/（m3·d） , pH=7.2-8.6 ,DO=3.0-5.5mg/L,污泥回流比R=150%,T=22-26℃的条件下,进水水质模拟生活污水,活性污泥和生物膜上的微生物能够达到非常高的活性,系统的整体去除功能达到最优,从而使复合生物反应器对COD和NH3-N的去除都能达到很好的效果,当系统运行稳定后,COD的去除率趋于92%左右,硝化率能够稳定在78%左右。（7）系统优化后高有机物浓度对硝化作用的影响试验表明:将进水COD浓度从400mg/L逐渐增加到2000mg/L,进水NH3-N浓度维持在30-45mg/L之间运行30天,NH3-N的去除率随着COD浓度的逐渐增高从80%左右逐渐降低到-25.9%,硝化反应能力呈逐渐减小的总体趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2.1 课题研究的目的
• 1.2.2 课题研究的意义
• 1.3 课题来源及研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 课题研究的内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 水体中氮的来源及危害
• 2.1.1 水体中氮的来源
• 2.1.2 水体中氮的危害
• 2.2 生物脱氮
• 2.2.1 生物脱氮的原理
• 2.2.2 生物脱氮工艺
• 2.3 活性污泥法概述
• 2.3.1 活性污泥法的发展历程
• 2.3.2 活性污泥法的基本原理
• 2.3.3 活性污泥法的工艺类型
• 2.3.4 活性污泥法存在的主要问题
• 2.4 生物膜法概述
• 2.4.1 生物膜法的发展历程
• 2.4.2 生物膜法的去污机理
• 2.4.3 生物膜法的特征及存在的主要问题
• 2.4.4 生物膜的生长
• 2.4.5 生物膜法处理工艺类型及其技术现状
• 2.5 复合生物反应器概述
• 2.5.1 复合生物反应器的概念
• 2.5.2 复合生物反应器的发展历程
• 2.5.3 复合生物反应器的研究现状
• 2.5.4 复合生物反应器的特征
• 2.5.5 复合生物反应器的工艺类型
• 第三章 试验设计及分析方法
• 3.1 试验工艺流程
• 3.2 试验装置设计
• 3.2.1 配水箱和高位水箱
• 3.2.2 复合生物反应器
• 3.2.3 沉淀池
• 3.2.4 填料的选择
• 3.3 试验用水
• 3.4 试验污泥
• 3.5 试验药品
• 3.6 分析项目与分析方法
• 3.7 试验方法
• 3.8 系统工艺参数的确定
• 3.8.1 进水pH 的确定
• 3.8.2 反应器 DO浓度的确定
• 3.8.3 试验温度的确定
• 第四章 复合生物反应器的启动
• 4.1 挂膜启动期
• 4.2 挂膜方法的选择
• 4.3 复合生物反应器的污泥接种和挂膜
• 4.3.1 复合生物反应器的污泥接种
• 4.3.2 复合生物反应器的挂膜
• 4.4 污泥和生物膜的驯化
• 4.5 小结
• 第五章 复合生物反应器硝化作用的试验研究
• 5.1 HRT 和气水比对复合生物反应器处理效果的影响
• 5.2 有机负荷对复合生物反应器处理效果的影响
• 5.3 pH 值对硝化作用的影响
• 5.4 DO 对硝化作用的影响
• 5.5 污泥回流比对复合生物反应器去除效果的影响
• 5.6 复合生物反应器系统参数优化处理效果分析
• 5.7 高有机物浓度对硝化反应的影响
• 5.8 复合生物反应器影响因素分析
• 5.9 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文