序批式生物膜反应器处理味精废水强化脱氮的试验研究

论文摘要

本文通过向传统SBR反应器（Sequencing batch reactor）投加生物改性悬浮填料,形成序批式生物膜反应器（Sequencing batch biofilm reactor, SBBR）。主要研究了悬浮填料的挂膜规律及微生物的变化情况,对SBBR反应器处理味精废水中的有机物、NH4+-N及TN的去除效率与普通SBR反应器进行对比,着重研究了部分控制因素对序批式生物膜反应器处理效能的影响,并确定其最佳控制范围。此外为强化脱氮进行前置反硝化试验,进一步对运行方式进行优化研究,这些研究对味精废水生物处理有一定的理论指导意义。研究结果主要如下：1.成功的完成了序批式生物膜反应器的启动,即生物膜的挂膜培养。在温度为18-25℃、pH为7.0～8.0、DO=2.0～3.0mg/L的条件下,接种好氧活性污泥,利用味精废水进行培养。填料投配率为40%,稳定运行6周后挂膜成熟,成熟生物膜厚约0.5-1.0mm,生物膜量达32-35mg/g,即可使反应器增加近2000mg/L的附着生物膜量。2.对比了悬浮填料SBR与传统SBR对各污染物的处理效果,研究了反应过程DO、pH的变化,结合试验数据分析了COD容积负荷、MLSS、SRT等对悬浮填料活性污泥系统的影响。结果表明：HRT=25h, DO=2.0～3.0mg/L,试验水温为17.5-21.8℃条件下运行,SBBR系统的COD去除率比传统SBR系统高约2-3%,SBBR系统的TN平均去除率高于SBR系统11%,而且前者的反硝化效果更加稳定。控制微生物总量保持在5000mg/L左右,悬浮态与附着态的比值约为2.0,悬浮态污泥SRT为10-15d是最适宜的。3.研究了SBBR系统前置反硝化运行处理味精废水的效能,并对运行方式进行优化研究。优化试验发现：在HRT=20h, DO=1.2～1.8mg/L,设前置缺氧搅拌2h,有利于生物膜对碳源的吸附存储,使系统的TN去除率提高3.8%。好氧段曝气6h,其中前3h曝气量为500L/h,把曝气后3h的曝气量调整为250L/h,系统能取得最佳的脱氮效果,COD、TN的平均去除率分别达90%及82%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 味精废水概述
• 1.1.1 味精废水的来源及水质特性
• 1.1.2 味精废水的处理现状及存在问题
• 1.2 序批式生物膜工艺的研究现状
• 1.2.1 序批式生物膜工艺特点
• 1.2.2 序批式生物膜工艺的应用及研究现状
• 1.3 生物脱氮原理及影响因素
• 1.3.1 硝化反应
• 1.3.2 反硝化反应
• 1.3.3 脱氮影响因素
• 1.4 课题研究内容及意义
• 1.4.1 课题研究意义
• 1.4.2 课题主要研究内容
• 2 系统启动及挂膜驯化
• 2.1 试验准备
• 2.1.1 填料
• 2.1.2 试验装置及方法
• 2.1.3 试验用水及接种污泥
• 2.1.4 分析项日及分析方法
• 2.2 生物膜的培养驯化
• 2.2.1 挂膜过程及方法
• 2.2.2 生物膜外形观察
• 2.2.3 生物膜量的变化
• 2.3 挂膜过程污染物去除变化
• 2.4 本章小结
• 3 序批式生物膜反应器的系统性能
• 3.1 系统污染物去除分析
• 3.1.1 系统对各污染物的去除效率
• 3.1.2 系统稳定性分析
• 3.2 系统内DO、pH的变化及原因
• 3.2.1 反应周期内DO的变化与反应历程
• 3.2.2 反应周期内pH值的变化与反应历程
• 3.2.3 系统中长期的出水pH值变化分析
• 3.3 生物量及其停留时间对系统性能的影响
• 3.3.1 生物量对SBBR工艺的影响
• 3.3.2 生物停留时间对SBBR工艺的影响
• 3.4 本章小结
• 4 序批式生物膜工艺处理味精废水强化脱氮研究
• 4.1 前置反硝化试验研究
• 4.1.1 试验期间运行效果
• 4.1.2 各态氮在周期内的变化分析
• 4.1.3 好氧反硝化的分析
• 4.2 亚硝酸氮的积累
• 4.2.1 亚硝酸氮积累的出现
• 4.2.2 亚硝酸盐积累原理分析
• 4.2.3 污泥膨胀的发生与控制
• 4.3 运行工况的优化研究
• 4.3.1 试验方案
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 试验结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 个人简历、在校期间发表的论文及研究成果
• 致谢