短程硝化生物脱氮与反亚硝化除磷研究

论文摘要

本文研究了固定化厌氧氨氧化菌在折流板反应器中生物脱氮的污水处理工艺;研究了短程硝化与厌氧氨氧化联合脱氮工艺;考察了反亚硝化工艺并探讨了反亚硝化除磷效果。从大量的实验数据中得到以下结果:1.海藻酸钠包埋法厌氧折流板反应器厌氧氨氧化工艺运行pH值为7.1～7.5时脱氮效果较好。海藻酸钠包埋直径为3.5mm,pH为7.1,水力停留时间为4.5d厌氧折流板反应器室温运行60d后,亚硝酸氮浓度可由70mgN·L-1降到1mgN·L-1,除去率为98.6%,亚硝酸氮脱除速率为15.3mgN·L-1·d-1;氨氮降到5mgN·L-1,脱除效率为92.9%,氨氮脱除速率为14.4mgN·L-1·d-1;总氮的脱除率最后达到95%,总氮脱除速率为29.6mgN·L-1·d-1,脱氮的效果较为理想。2.在初始pH值为8,DO为0.5mg·L-1,温度（20～25）℃下连续加有效氯4mg·L-1,可以在转盘反应器中实现短程硝化反应,实现亚硝盐的累积;转盘反应器短程硝化工艺与包埋固定化组合单元式反应器厌氧氨氧化工艺联合运行,模拟污水氨氮浓度为100mgN·L-1,在温度为（20～25）℃时,实现系统出口污水氨氮脱除率达到99%,总氮脱除率达到90.5%。3.反亚硝化研究实验表明,反亚硝化速率最快的pH值为7.5,此时若初始亚硝酸氮为49mg·L-1时反亚硝化速率为15.3mgN·g-1（MLSS）·h-1。反亚硝化速率在亚硝酸氮浓度为40mgN·L-1时最快。污泥浓度在本范围内对反硝化速率的影响是MLSS越低,亚硝酸氮的浓度下降越快,而单位质量反亚硝化菌效率越低。初始NO2--N浓度为36.6mgN·L-1,污泥浓度为135mg·L-1,反亚硝化速率为14.8mgN·g-1（MLSS）·h-1。反亚硝化除磷的效果,在初始亚硝酸氮的浓度为40mgN·L-1的条件下,短期驯化培养可以实现除磷率为50%。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 我国的水污染现状
• 1.2 水体中氮磷的危害
• 1.3 传统生物脱氮原理及工艺
• 1.3.1 传统生物脱氮原理
• 1.3.2 传统生物脱氮工艺
• 1.4 生物脱氮新技术原理及工艺
• 1.4.1 亚硝化理论
• 1.4.2 自养反亚硝化理论
• 1.4.3 同步硝化反硝化理论
• 1.4.4 脱氮技术新工艺
• 1.4.5 脱氮反应器
• 1.5 传统生物除磷及工艺
• 1.6 反硝化除磷脱氮及工艺
• 1.7 固定化技术
• 1.7.1 国内外研究应用概况
• 1.7.2 固定化细胞的分类
• 1.7.3 固定化细胞的制备方法
• 1.7.4 固定化细胞载体
• 1.7.5 固定化技术的发展趋势
• 1.8 本文研究内容
• 第二章 短程硝化工艺
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 硝酸菌培养基质氮浓度变化
• 2.3.2 亚硝酸菌培养基质氮浓度变化
• 2.3.3 硝化过程中培养基连续加氯氮浓度的变化
• 第三章 厌氧氨氧化菌优势菌群的培养
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验材料与仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 菌群的筛选与讨论
• 3.2.1 培养基氮浓度变化
• 3.2.2 氯霉素对厌氧氨氧化的影响
• 3.2.3 厌氧氨氧化的反应基质
• 3.3 菌群的驯化与讨论
• 3.3.1 氮浓度变化
• 3.3.2 温度对厌氧氨氧化的影响
• 3.4 厌氧氨氧化菌群强化培养
• 第四章 海藻酸钠包埋法厌氧氨氧化工艺条件探讨
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 反应器的启动结果与讨论
• 4.3.1 氮浓度的变化
• 4.3.2 氮浓度的变化分析
• 4.3.3 pH值对系统厌氧氨氧化反应的影响
• 第五章 厌氧氨氧化工艺的启动运行
• 5.1 实验材料与方法
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 反应器Ⅴ氮浓度
• 5.2.2 反应器Ⅵ氮浓度
• 5.2.3 反应器Ⅶ氮浓度
• 5.3 讨论与分析
• 5.3.1 反应器Ⅴ氮浓度变化分析
• 5.3.2 反应器Ⅵ氮浓度变化分析
• 5.3.3 反应器Ⅶ氮浓度变化分析
• 第六章 短程硝化厌氧氨氧化联合工艺
• 6.1 引言
• 6.2 实验材料与装置
• 6.2.1 组合单元式折流板反应器与转盘反应器
• 6.2.2 短程硝化与厌氧氨氧化工艺
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 组合单元式折流板反应器启动阶段氮浓度的变化
• 6.3.2 组合单元式折流板反应器启动阶段氮浓度的变化分析
• 6.3.3 pH对组合单元式折流板反应器启动工艺的影响
• 6.3.4 联合工艺氮浓度的变化
• 第七章 SBR 反亚硝化除磷工艺
• 7.1 引言
• 7.2 实验材料与方法
• 7.2.1 实验材料
• 7.2.2 实验装置
• 7.2.3 实验方法
• 7.3 实验结果与讨论
• 7.3.1 pH对反亚硝化脱氮反应的影响
• 7.3.2 亚硝酸氮浓度对反亚硝化的影响
• 7.3.3 MLSS对反亚硝化的影响
• 7.3.4 反亚硝化除磷
• 7.4 实验小结
• 第八章 结论
• 8.1 正文结论
• 8.2 本文创新点
• 8.3 今后研究建议
• 参考文献
• 附录A 实验药品
• 附录B 实验仪器
• 附录C 氮磷浓度的标准曲线
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢