基于生物砂滤池的Sharon-Anammox工艺处理猪场废水厌氧消化液的研究

基于生物砂滤池的Sharon-Anammox工艺处理猪场废水厌氧消化液的研究

论文摘要

猪场废水经厌氧消化处理后,其厌氧消化液已经变成一种低COD/N比的有机废水。传统脱氮工艺在处理猪场废水厌氧消化液时,存在着氨氮去除率低、能耗高、运行不稳定等问题,亟需开发出新型的脱氮工艺。针对上述问题,在现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-36)的支持下,本文开展了Sharon-Anammox工艺处理猪场废水厌氧消化液的研究,主要结论如下:(1)通过逐步提高猪场废水厌氧消化液的进水NH4+-N浓度,经过31d的运行后,成功启动了短程硝化生物砂滤池,其亚硝化率(NO2–-N/NOx–-N)为81.0%、出水NO2–-N/NH4+-N比为0.82,能有效匹配后续的厌氧氨氧化。(2)过低或过高的进水氨氮负荷均不能实现出水NO2–-N的有效积累,不能满足后续厌氧氨氧化的进水要求。当氨氮负荷为57.4g·m-3·d-1时,能得到出水NO2–-N/NH4+-N比为0.74的短程硝化出水,较能匹配后续的厌氧氨氧化进水。(3)生物砂滤池深度影响氨氮的转化,由于生物砂滤池深度增加而逐渐形成的缺氧环境利于异化硝酸盐还原作用(DNRA)和反硝化作用发生,导致出水NH4+-N浓度随砂滤池深度的增加而增大、总无机氮(TIN)浓度随砂滤池深度的增加而减小。当生物砂滤池深度为32cm时,能得到出水NO2–-N/NH4+-N比为1.27的短程硝化出水,可很好匹配后续的厌氧氨氧化进水。(4)温度对氨氮转化有显著影响,生物砂滤池中发生的氨挥发效应会随温度的升高而增强,直接导致总无机氮(TIN)的减少;在温度为12°C和35°C条件下,出水NO2–-N均得不到有效积累而不能匹配厌氧氨氧化;当生物砂滤池温度保持在常温25°C时,能得到出水NO2–-N/NH4+-N比为0.97的短程硝化出水,较能匹配后续的厌氧氨氧化进水。(5)以硝化污泥作为接种污泥,经过270d的培养驯化,成功启动了悬浮生长、附着生长的的厌氧氨氧化反应器。接种污泥在经历了适应、迟滞、活性提高以及活性稳定阶段后,形成了具有厌氧氨氧化活性的污泥。对比研究悬浮生长与附着生长反应器的NH4+-N、NO2–-N以及TIN去除率的结果表明,对于厌氧氨氧化培养驯化方式而言,悬浮生长方式比以砂为介质的附着生长方式好。(6)猪场废水厌氧消化液经Sharon-Anammox组合工艺处理后,在进水NH4+-N平均浓度为258.2mg·L-1时,出水NH4+-N平均浓度为13.8mg·L-1。组合工艺的脱氮性能比较稳定,对TIN的平均去除率达41.3%,具有良好的经济实用性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 英文缩略表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 猪场废水厌氧消化液中氮的排放及危害
  • 1.1.1 规模化养殖的污染特征
  • 1.1.2 猪场废水厌氧消化液的产生及危害
  • 1.2 国内外猪场废水厌氧消化液脱氮研究现状
  • 1.2.1 物理化学法
  • 1.2.2 自然处理法
  • 1.2.3 传统硝化反硝化脱氮
  • 1.2.4 新型生物脱氮
  • 1.3 研究目的与内容
  • 1.3.1 研究目的与意义
  • 1.3.2 研究内容
  • 第二章 基于生物砂滤池的短程硝化反应器的启动
  • 2.1 实验目的
  • 2.2 实验材料与方法
  • 2.2.1 实验材料
  • 2.2.2 实验方法
  • 2.2.3 分析项目与方法
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 短程硝化生物砂滤池的启动
  • 2.3.2 总无机氮的去除
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 短程硝化的影响因素研究
  • 3.1 实验目的
  • 3.2 实验材料与方法
  • 3.2.1 实验材料
  • 3.2.2 实验方法
  • 3.2.3 分析项目与方法
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 氨氮负荷对短程硝化的影响
  • 3.3.2 生物砂滤池深度对短程硝化的影响
  • 3.3.3 温度对短程硝化的影响
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 厌氧氨氧化污泥的培养驯化
  • 4.1 实验目的
  • 4.2 实验材料与方法
  • 4.2.1 实验材料
  • 4.2.2 实验方法
  • 4.2.3 分析项目与方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 厌氧氨氧化反应器的启动
  • 4.3.2 悬浮生长与附着生长的对比研究
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 Sharon-Anammox组合工艺的运行性能研究
  • 5.1 实验目的
  • 5.2 实验材料与方法
  • 5.2.1 实验材料
  • 5.2.2 实验方法
  • 5.2.3 分析项目与方法
  • 5.3 结果与讨论
  • 4+-N 和 NO2-N 的去除'>5.3.1 NH4+-N 和 NO2-N 的去除
  • 5.3.2 总无机氮的去除
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与建议
  • 6.1 结论
  • 6.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历
  • 相关论文文献

    • [1].不同亚硝化程度对SHARON-ANAMMOX组合工艺脱氮效果影响研究的探讨[J]. 广东化工 2019(06)
    • [2].SHARON-ANAMMOX组合工艺在废水脱氮领域的应用进展[J]. 辽宁化工 2014(02)
    • [3].厌氧氨氧化脱氮技术及其应用[J]. 辽宁化工 2013(02)

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