發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 13:52

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)針對(duì)自然水體中氮、磷超標(biāo)的問(wèn)題,許多省市都出臺(tái)了更為嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)(準(zhǔn)地表Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn))。在嚴(yán)抓環(huán)保的大趨勢(shì)下,很多污水處理廠面臨升級(jí)改造的需要。由于南方地區(qū)普遍污水碳源濃度較低,無(wú)法保證反硝化過(guò)程徹底完成,給污水處理廠深度脫氮帶來(lái)了壓力和挑戰(zhàn)。本論文對(duì)比了目前污水處理廠常用的深度脫氮工藝:MBR膜生物反應(yīng)器和反硝化生物濾池,認(rèn)為MBR膜生物反應(yīng)器雖然有較好的出水效果,但對(duì)于中小型污水處理廠有許多不適應(yīng)性。對(duì)于中小型污水處理廠而言,反硝化生物濾池在保證有較好出水條件的前提下,運(yùn)行成本低和運(yùn)行維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)使其在實(shí)際應(yīng)用中有很大空間。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)生物炭濾池相比普通砂濾池有更好的脫氮效果。本課題在生物炭濾池的基礎(chǔ)上,探討有機(jī)緩釋碳源對(duì)反應(yīng)器深度脫氮的影響。通過(guò)對(duì)比不同有機(jī)緩釋碳源的反硝化脫氮速率,篩選出有較快反應(yīng)速率的有機(jī)緩釋碳源;隨后建立不同比例的有機(jī)緩釋碳源生物濾池,進(jìn)行自然掛膜啟動(dòng),采用控制變量法依次研究表面水力負(fù)荷、C/N比和回流率對(duì)反應(yīng)器出水效果的影響;在優(yōu)化工藝參數(shù)下,探討反應(yīng)器對(duì)不同污染物去除的穩(wěn)定性以及對(duì)模擬污水的提標(biāo)處理效果;同時(shí),對(duì)反應(yīng)器內(nèi)不同高度濾料表面微生物進(jìn)行初步分析,探討脫氮機(jī)理。得到的主要結(jié)論如下:(1)對(duì)PLA(聚乳酸)、PHBV(聚羥基丁酸戊酯)、PCL(聚己內(nèi)酯)生物濾池和砂濾池進(jìn)行反硝化脫氮對(duì)比研究,以PLA為有機(jī)緩釋碳源的生物濾池和普通砂濾池出水無(wú)明顯區(qū)別,NO_3~--N去除率分別為24%和26%;從第63-80天,PCL生物濾池出水NO_3~--N濃度穩(wěn)定在1.8 mg/L以下,NO_3~--N去除率達(dá)到93%以上,四種生物濾池的反硝化速率大小順序?yàn)?PCL生物濾池PHBV生物濾池PLA生物濾池=普通砂濾池。(2)優(yōu)選PCL作為有機(jī)緩釋碳源,不同比例的PCL和生物炭組合成4組反應(yīng)器,進(jìn)行為期30天的掛膜啟動(dòng)。在掛膜后期(21~30天),4組反應(yīng)器NH_4~+-N平均去除率都在75%以上;PCL-3和PCL-4反應(yīng)器NO_3~--N去除率達(dá)到90%以上,TN去除率達(dá)到90%以上,PCL-2、PCL-3和PCL-4反應(yīng)器COD濃度有不同程度的增加;(3)在PCL生物炭濾池中,隨著表面水力負(fù)荷的增加,COD濃度有一定下降,NH_4~+-N、NO_3~--N和TN出水濃度有不同程度的增加。PCL-4反應(yīng)器有較強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷的能力,在不同表面水力負(fù)荷下均有較好的脫氮效果;(4)不同C/N比對(duì)反應(yīng)器NH_4~+-N去除率影響較小,4組反應(yīng)器去除率均保持在70%以上。C/N比對(duì)反應(yīng)器出水NO_3~--N、TN和COD濃度影響較大,PCL-3和PCL-4反應(yīng)器反硝化脫氮效果優(yōu)于PCL-1和PCL-2反應(yīng)器反應(yīng)器。C/N比從3:2.3升高至3:3.8,PCL-3反應(yīng)器TN出水濃度從10.00 mg/L以下升高至20.00mg/L以上,而PCL-4反應(yīng)器TN出水濃度始終保持在10.00 mg/L以下,但PCL-4反應(yīng)器出水COD濃度較高;(5)增加回流率對(duì)降低反應(yīng)器出水COD濃度有較大作用,并在一定程度上強(qiáng)化了反應(yīng)器去除其他污染物的能力。PCL-3和PCL-4反應(yīng)器比PCL-1和PCL-2反應(yīng)器有更高的TN去除率,TN去除率達(dá)80%以上,PCL-3和PCL-4反應(yīng)器COD出水濃度分別降至20 mg/L和45 mg/L左右;(6)在優(yōu)化工藝參數(shù)條件下,即為表面水力負(fù)荷0.19 cm~3/(cm~2·min)、C:N=3:2.8和回流率200%。在此工藝條件下,PCL-1、PCL-2和PCL-3反應(yīng)器NH_4~+-N平均去除率在80%以上,4組反應(yīng)器均無(wú)明顯NO_2~--N積累,出水NO_2~--N濃度低于0.017 mg/L;PCL-3和PCL-4反應(yīng)器TN出水濃度低于10.0 mg/L,PCL-1、PCL-2和PCL-3反應(yīng)器COD出水濃度在30 mg/L以下,PCL-4反應(yīng)器COD出水濃度在40 mg/L左右;(7)在優(yōu)化工藝參數(shù)下,4組反應(yīng)器對(duì)模擬一級(jí)B標(biāo)污水提標(biāo)處理中,PCL-3反應(yīng)器出水滿足提標(biāo)要求,對(duì)模擬一級(jí)A標(biāo)污水提標(biāo)處理中,PCL-2和PCL-3反應(yīng)器出水滿足提標(biāo)要求,出水水質(zhì)符合準(zhǔn)地表Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)污染物限值要求。(8)在對(duì)反應(yīng)器內(nèi)不同高度上的填料進(jìn)行微生物分析中發(fā)現(xiàn),PCL-1反應(yīng)器上、中、下部微生物功能性較為相似,與PCL-3和PCL-4反應(yīng)器內(nèi)微生物有一定差異。PCL-1、PCL-3和PCL-4反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌門(mén)為Protebacteria(48.81%-75.42%)、Bacteroidetes(5.36%-19.72%)和Acidobacteria(0.51%-21.64%),優(yōu)勢(shì)菌屬為Unclassified_f_Comamonadaceae(1.72%-34.59%)、Simlicispira(0.12%-23.75%)、Terrimonas(0-16.66%);在屬水平分析中,3組反應(yīng)器中PCL-3和PCL-4反應(yīng)器在動(dòng)膠菌屬(Zoogloea)、脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)和硝化螺菌屬(Nitrospira)有更顯著的表現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【圖文】：

有機(jī)碳源篩選實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

有機(jī)緩釋碳源生物炭濾池裝置示意圖

其中 PCL-4bot 與其他 3 個(gè)樣本距離較遠(yuǎn)，說(shuō)明 PCL-4 反應(yīng)器部存在不同功能的微生物。表 6-1 9 個(gè)樣本微生物測(cè)序數(shù)據(jù)結(jié)果Samples Reads OTUs Chao Ace Shannon Simpson Coverag1#top 62009 293 362.03 360.95 3.09 0.061 0.998851#mid 36087 375 395.18 393.87 4.05 0.048 0.998971#bot 44648 377 419.50 411.14 4.08 0.039 0.998853#top 62699 272 306.00 316.29 3.44 0.062 0.999173#mid 67120 260 315.00 310.67 2.82 0.115 0.999163#bot 43431 176 270.23 233.67 2.42 0.180 0.998844#top 64830 328 362.03 364.40 3.56 0.061 0.999224#mid 64476 228 284.40 272.00 2.97 0.095 0.999254#bot 48332 182 227.32 220.53 4.08 0.114 0.99913

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本文編號(hào)：2777544