發(fā)布時間：2020-03-29 04:09

【摘要】：隨著生物脫氮技術(shù)在污水處理方面的快速發(fā)展,SBR污水處理工藝得到了極為廣泛的應(yīng)用,但同時生活污水SBR硝化系統(tǒng)也是較為復(fù)雜的微生物系統(tǒng),其中脫氮功能菌群間的微生物競爭關(guān)系影響并決定了硝化的類型、速率和產(chǎn)物等,因此采用合理的運行方式來調(diào)整和優(yōu)化處理效果是至關(guān)重要的。在硝化系統(tǒng)的好氧階段,通常伴隨著無機氮去除情況的發(fā)生,較高的氮去除率意味著能夠在實際運行中節(jié)省投加藥劑的費用。而造成氮去除的途徑通常并不唯一,但目前對于短程硝化/全程硝化系統(tǒng)中氮去除的具體途徑并沒有詳細(xì)的報道,而對于全程硝化過程中氮去除的強化更是寥寥無幾。本課題采用實際生活污水,以22 L的SBR反應(yīng)器接種短程硝化污泥,反應(yīng)過程中嚴(yán)格控制0.5 mg/L的低溶解氧條件,分別對硝化系統(tǒng)氮去除的影響因素、途徑和具體強化策略進行深入研究。低溶解氧條件更有利于硝化系統(tǒng)氮去除率的提高。同時,相比全程硝化系統(tǒng),短程硝化系統(tǒng)中的NO_2~--N積累也能夠幫助增加氮去除率。但這并不意味著短程硝化系統(tǒng)在低氧運行條件下就能夠直接到達(dá)滿意的氮去除效果,試驗初期針對溶解氧濃度對短程硝化系統(tǒng)的沉降性能和硝化性能的影響進行研究,發(fā)現(xiàn)0.5 mg/L的低氧曝氣條件下,硝化速率大幅度降低,AOB對DO的親和能力下降,NOB的生長速率遠(yuǎn)大于AOB,系統(tǒng)內(nèi)Nitrobacter和Nitrospira的數(shù)量明顯增加,并且表達(dá)出活性,導(dǎo)致短程硝化失穩(wěn)的發(fā)生。同時對單個硝化周期內(nèi)污染物濃度的變化進行研究,發(fā)現(xiàn)根據(jù)氮去除速率的變化,單周期反應(yīng)能夠被分為3個階段,分析得出每個階段中造成氮去除的主要途徑有所差異。通過設(shè)計試驗發(fā)現(xiàn)氮去除途徑包括異養(yǎng)反硝化、厭氧氨氧化和N_2O排放。硝化系統(tǒng)內(nèi)功能菌群間的微生物競爭關(guān)系影響并決定了硝化的類型、總無機氮去除率和途徑,而底物的濃度則決定了微生物之間競爭的關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)中COD和氨氮同時發(fā)生降解時,系統(tǒng)發(fā)生氮去除的主要途徑是異養(yǎng)反硝化反應(yīng),而在系統(tǒng)內(nèi)沒有足夠的碳源可以被利用時,異養(yǎng)反硝化反應(yīng)受到抑制,主要是厭氧氨氧化反應(yīng)造成氮去除。在硝化系統(tǒng)的NAR逐周期降低的過程中,對每個周期的氮去除率及途徑進行研究,發(fā)現(xiàn)當(dāng)NAR低于34.94%時,系統(tǒng)內(nèi)不再有充足的NO_2~--N來使厭氧氨氧化反應(yīng)順利的進行,換句話說,由于NOB對NO_2~--N更強的競爭力,導(dǎo)致了厭氧氨氧化菌受到直接的抑制,對總氮去除的貢獻(xiàn)大大降低。在硝化系統(tǒng)內(nèi)不再有NO_2~--N積累后,為了恢復(fù)恢復(fù)和增強AOB和NOB的活性,降低了COD和氨氮進水負(fù)荷,系統(tǒng)基本沒有總氮去除的情況發(fā)生。運行16個周期后,AOB和NOB的活性逐漸恢復(fù)。隨后提高進水負(fù)荷,氮去除率上升并穩(wěn)定在27±5%,此時在全程硝化過程中也出現(xiàn)了自養(yǎng)脫氮的現(xiàn)象。在研究了系統(tǒng)的氮去除影響因素及途徑之后,采用向全程硝化系統(tǒng)中投加高氨氮厭氧氨氧化顆粒污泥的方式對其進行氮去除強化,其厭氧氨氧化顆粒污泥的投加比例(以干污泥重計)為全程硝化絮體活性污泥的1:2。投加運行3周期后,系統(tǒng)的TIN_(ra)穩(wěn)定在了46.16%~54.94%,整個脫氮系統(tǒng)中由ANAMMOX造成的氮去除比例大大升高,占72%。在硝化系統(tǒng)采用投加強化策略并達(dá)到穩(wěn)定運行后,采用好氧:缺氧時長為30 min:15 min的間歇曝氣運行模式對系統(tǒng)的氮去除進行進一步的強化,在運行5個周期后,TIN_(ra)達(dá)到了81.23%,系統(tǒng)達(dá)到了深度脫氮的水平。
【圖文】：

第 1 章 緒 論第 1 章 緒論染現(xiàn)狀與危害水中的大部分氮以氮氣（N2）的形式存在，而其，只占地球總氮儲量的一小部分。但其對于地球續(xù)性卻非常重要，因為氮是生命的基本要素之一。除此以外，它還在各種微生物的調(diào)控和轉(zhuǎn)化過氨和氨氮）價的形態(tài)作為電子供體或受體，這一。

過程會逆轉(zhuǎn)這種積累。從大范圍來說，硝化作用和反硝化作用的耦合能控制自然界中各種形態(tài)氮的量。1.1.2 水體氮污染及危害水是地球上所有生物生存所需的必須物質(zhì)，在自然水體中存在著大量的生物，而占比最大的是藻類等浮游水生植物，當(dāng)水體中出現(xiàn)氮濃度較高的情況時，會引起其過度繁殖，這些過量的藻類在水面上造成“赤潮”或“水華”的水體污染現(xiàn)象。當(dāng)大量藻類物集中在水層表面，通過光合作用釋放氧氣使表層水飽和，抑制了大氣中的氧氣溶解到水面以下的深處。同時，大量死亡藻類的分解會消耗水中溶解氧，減少水中溶解氧，進而導(dǎo)致魚類、蝦、蟹、貝類等水生動物缺氧窒息，這種水體氮污染的現(xiàn)象甚至?xí)廴镜饺祟惖娘嬘盟�。水體氮污染的危害還表現(xiàn)在其長期性上，“赤潮”或“水華”造成養(yǎng)分的循環(huán)，水體難以自我凈化。具體來說，水中的營養(yǎng)物質(zhì)被水生植物吸收和利用，而死亡與腐爛的水生植物又可以轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)物質(zhì)，它溶于水并被水生植物再次吸收利用，這樣即使外部營養(yǎng)物質(zhì)的污染源被切斷，也無法使水自我清潔，因此而導(dǎo)致惡性循環(huán)。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X799.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 高春娣;焦二龍;李浩;王惟肖;彭永臻;;SBR工藝低溶解氧絲狀菌污泥膨脹成因及控制方法[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年12期

2 劉雪嬌;田智勇;楊宏;宋永會;;厭氧氨氧化(ANAMMOX)生物濾池反應(yīng)器的啟動特性[J];環(huán)境工程學(xué)報;2012年12期

3 郭建華;彭永臻;黃惠s，

本文編號：2605416