【摘要】：為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,但由于煤化工廢水具有高氨氮、高COD、低C/N等特征,如何解決由此引起的水環(huán)境污染問題成為制約煤化工行業(yè)發(fā)展的重要因素。目前的煤化工廢水處理工藝能耗高,出水氨氮難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo),急需研究新型脫氮處理工藝。藻強(qiáng)化短程硝化-厭氧氨氧化工藝無需機(jī)械曝氣且無需外加碳源,運(yùn)行成本低;并且微藻對(duì)N元素的吸收有助于進(jìn)一步提高總氮去除率。本文以模擬煤化工廢水為研究對(duì)象,采用無紡布填料作為固定硝化細(xì)菌、厭氧氨氧化細(xì)菌與小球藻的載體,探究光照條件、接種順序以及進(jìn)水氨氮負(fù)荷對(duì)藻強(qiáng)化短程硝化-厭氧氨氧化工藝處理煤化工廢水脫氮效果的影響;最后對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行過程中不同階段的微生物進(jìn)行種群結(jié)構(gòu)分析;為煤化工廢水處理技術(shù)應(yīng)用提供參考。主要結(jié)論如下:(1)當(dāng)模擬廢水的NH_4~+-N濃度為100mg/L,溫度為30±2℃,pH為7.5~8.5,水力停留時(shí)間為24h,批次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在初始光照強(qiáng)度為4000lux,光照時(shí)間為12h:12h的條件下,硝化細(xì)菌與小球藻共生系統(tǒng)對(duì)NH_4~+-N去除率最高達(dá)到92.58%,NO_2~--N最大生成量為49.75mg/L,累積率為68.93%。(2)實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí),比較三種接種順序:(1)小球藻、好養(yǎng)活性污泥、厭氧污泥顆粒;(2)好氧活性污泥、小球藻、厭氧顆粒污泥;(3)好氧活性污泥、厭氧顆粒污泥、小球藻的脫氮效果,結(jié)果表明,接種順序?yàn)楹醚趸钚晕勰�、小球藻、厭氧顆粒污泥時(shí),啟動(dòng)藻強(qiáng)化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)器用時(shí)29d,總氮去除率在77%左右,NH_4~+-N去除率為86%左右,啟動(dòng)成功所用時(shí)間最短,且NH_4~+-N去除率和總氮去除率均較高。(3)采用模擬煤化工廢水作為進(jìn)水進(jìn)行藻強(qiáng)化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)器的啟動(dòng),在模擬廢水的NH_4~+-N濃度為100mg/L,溫度為30±2℃,pH為7.5~8.5,水力停留時(shí)間為24h,光照強(qiáng)度為4000lux,初始光照時(shí)間為光暗比12h:12h的條件下,啟動(dòng)中調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度至3000lux左右,調(diào)整光暗比為6h:18h,經(jīng)過97d啟動(dòng)成功,NH_4~+-N去除率穩(wěn)定在85%以上,總氮去除率為70%左右。(4)將模擬廢水NH_4~+-N濃度提高到200mg/L,NH_4~+-N去除率在82%以上,總氮去除率穩(wěn)定在68%左右;繼續(xù)提高模擬廢水NH_4~+-N濃度至300mg/L,NH_4~+-N去除率為85%左右,總氮去除率為70%左右,最高達(dá)75.25%。(5)采用高通量測(cè)序?qū)Ψ磻?yīng)器不同階段微生物進(jìn)行種群結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果表明:Proteobacteria是反應(yīng)器各階段的優(yōu)勢(shì)菌門;不同階段菌群差異較為明顯,微生物群落發(fā)生明顯演替。從功能菌群角度分析,在短程硝化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量較高NO_2~--N多被氧化為NO_3~--N時(shí),NOB為系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌種;當(dāng)反應(yīng)器既能保持較高的NH_4~+-N去除率,又能保證較好的NO_2~--N累積效果時(shí),AOB成為反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌種。藻強(qiáng)化短程硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行期間,檢測(cè)到大量厭氧氨氧化菌門Planctomycetes的存在,證明系統(tǒng)在此階段發(fā)生了厭氧氨氧化反應(yīng),AOB、ANAMMOX菌為優(yōu)勢(shì)菌種。反應(yīng)器內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)特征與變化與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果相印證。
【圖文】：

圖 1.1 煤化工廢水處理工藝流程圖Fig 1.1 Flow chart of the treatment technologies for the coal chemical wastewater1.2 生物脫氮工藝1.2.1 傳統(tǒng)生物脫氮工藝傳統(tǒng)生物脫氮工藝是指在多種微生物的共同作用下，，通過硝化、反硝化反應(yīng)將廢水中 NH4+-N 轉(zhuǎn)化為 N2從而達(dá)到除氮目的的過程[9,10]（如圖 1.2 所示）。傳統(tǒng)生物脫氮工藝一般由兩個(gè)階段組成，第一階段是在有氧條件下，首先由氨氧化細(xì)菌（Ammoniaoxidizing bacteria，AOB）將 NH4+-N 氧化為 NO2--N；生成的 NO2--N 繼而在亞硝酸鹽氧化細(xì)菌（Nitrite oxidizing bacteria，NOB）的作用下被轉(zhuǎn)化為 NO3--N[11,12]（見公式 1.1），第一階段被稱為硝化過程。 423NONOBNOAOBNH（1.1）第二階段是反硝化過程，與第一階段需在有氧條件下進(jìn)行不同的是，反硝化過程需在無氧或低氧條件下進(jìn)行，第一階段產(chǎn)生的 NO2--N 和 NO3--N 在反硝化細(xì)菌的作用下被

圖 1.2 硝化-反硝化原理示意圖Fig 1.2 Fundamentals of Nitrification-Denitrification的傳統(tǒng)生物除氮法主要有 A-A/O 工藝、UCT 工藝、以及 SB-A/O 工藝Anaerobic-Anoxic-Oxic）工藝，是將硝化反硝化工藝，活性結(jié)合起來的一種工藝，其反應(yīng)流程如圖 1.3。圖 1.3 A-A/O 工藝原理圖Fig. 1.3 A-A/O process schematic diagram
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X784

【參考文獻(xiàn)】

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4 韓洪軍;徐鵬;賈勝勇;侯保林;莊海峰;;厭氧/生物增濃/改良AO/BAF工藝處理煤化工廢水[J];中國(guó)給水排水;2013年16期

5 何鋒;;煤化工廢水的來源與特點(diǎn)及其相應(yīng)的處理技術(shù)探究[J];科技視界;2012年23期

6 谷力彬;劉永健;李遵龍;;論煤化工廢水處理的常用工藝與運(yùn)行[J];化工進(jìn)展;2012年S1期

7 申婷婷;李小明;岳秀;柳嫻;鄭偉;曹建兵;;微生物固定化技術(shù)的研究與應(yīng)用[J];廣州化工;2011年20期

8 程斌;;淺談煤化工廢水的處理方法[J];經(jīng)營(yíng)管理者;2011年17期

9 周衛(wèi)征;霍書豪;朱順妮;尚�；�;秦磊;王忠銘;謝君;;微藻固定化技術(shù)及其在資源化中應(yīng)用[J];可再生能源;2011年04期

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1 李祥;厭氧氨氧化生物膜反應(yīng)器快速啟動(dòng)及影響因素研究[D];蘇州科技學(xué)院;2010年

本文編號(hào)：2689451