【摘要】：近年來,隨著社會各界對生態(tài)環(huán)境問題的日益重視,從國家到地方也相繼頒布了更為嚴格的污水排放標準。高效、經(jīng)濟的生物脫氮技術(shù)就成為了廣大專家學者研究的重點。短程硝化是將硝化過程控制在氨氮被氧化為亞硝態(tài)氮階段的一種新型生物脫氮技術(shù)。短程硝化的關(guān)鍵就是要抑制NOB的生長,促進AOB的繁殖,從而需要對AOB和NOB兩種硝化細菌的生長特性進行研究。已有不少文章對硝化細菌的溶解氧親和力進行了研究,但是對硝化細菌生長速率方面的研究較少。本文主要以污泥顆粒尺寸與最大比增長速率為研究對象,對AOB與NOB生長速率之間的關(guān)系進行研究。本課題將采用CSTR和SBR反應(yīng)器分別培養(yǎng)氨氧化細菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化細菌(NOB),通過不斷提高反應(yīng)器容積負荷,分析CSTR和SBR反應(yīng)器內(nèi)水質(zhì)變化情況。利用光學顯微鏡觀察不同運行階段AOB和NOB的顆粒形態(tài)和尺寸大小。通過動力學測定裝置測定硝化細菌的最大比增長速率,研究硝化細菌最大比增長速率與污泥顆粒尺寸之間的關(guān)系。通過研究,得到以下結(jié)論:(1)通過逐步提高反應(yīng)器進水容積負荷,可以實現(xiàn)硝化細菌的快速增殖,同時加快硝化細菌的顆�；^程。增大進水容積負荷會使反應(yīng)器初期的處理效率降低,微生物應(yīng)對容積負荷的升高需要一定的適應(yīng)時間。(2)隨著反應(yīng)器進水容積負荷的不斷增大,CSTR反應(yīng)器中N02--N累積率也在不斷升高,說明高氨氮容積負荷對NOB的生長具有抑制作用。反應(yīng)器進水容積負荷持續(xù)升高,AOB和NOB想要恢復(fù)對NH4+-N和NO2--N較高的去除效率需要經(jīng)過更長的反應(yīng)時間。面對突然增大的容積負荷,NOB比AOB具有更好的抵抗沖擊負荷的能力。(3)硝化污泥培養(yǎng)初期,污泥主要為絮狀結(jié)構(gòu);培養(yǎng)后期,反應(yīng)器內(nèi)形成外形近似圓形和橢圓形的污泥顆粒。污泥顆粒具有明顯的尺寸邊界,輪廓清晰,結(jié)構(gòu)緊實,形態(tài)飽滿。污泥顆粒尺寸越大,溶解氧和底物進入到顆粒內(nèi)部的阻力也越大,培養(yǎng)的時間也越長。由于NOB的生長速率小于AOB的生長速率,所以在相同的培養(yǎng)時間下,NOB形成的顆粒尺寸要小于AOB形成的顆粒尺寸。(4)CSTR反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器運行期間,通過不斷提高反應(yīng)器容積負荷,AOB和NOB顆粒尺寸分別增大至445μm和359μm。由于混合溶液中的溶解氧和底物進入到污泥顆粒內(nèi)部需要克服較大的擴散阻力,所以隨著污泥顆粒尺寸的不斷增大,硝化細菌的最大比增長速率也在逐漸降低。培養(yǎng)過程中,AOB最大比增長速率從1.12d-1降低至0.20d-1;NOB最大比增長速率從0.83d-1降低至0.1 0d-1。(5)硝化顆粒污泥尺寸較小時,OUR曲線呈指數(shù)增長;硝化顆粒污泥尺寸較大時,OUR曲線呈線性增長。(6)當AOB顆粒粒徑在21-278μm范圍時,AOB最大比增長速率隨顆粒粒徑增大而減小的趨勢緩慢;當AOB顆粒粒徑在278-445μm范圍時,AOB最大比增長速率隨顆粒粒徑增大而減小的趨勢較快。NOB最大比增長速率與污泥顆粒尺寸之間呈現(xiàn)線性遞減的關(guān)系。當污泥顆粒粒徑在232μm左右時,AOB與NOB最大比增長速率的差值最大。根據(jù)這一特性,在實際污水處理工藝中,培養(yǎng)硝化顆粒污泥使其粒徑尺寸達到232μm左右,通過控制污泥停留時間,達到淘洗NOB,快速啟動短程硝化的目的。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703
【圖文】：

１９１４邋年，Ａｒｄｅｒｎ邋和邋Ｌｏｃｋｅｔｔ邋首次提出序批式反應(yīng)器（Ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ邋Ｂａｔｃｈ邋Ｒｅａｃｔｏｒ，ＳＢＲ），逡逑又稱間歇式活性污泥法。ＳＢＲ反應(yīng)器同時具有曝氣反應(yīng)和沉淀分離的功能，依次進行進水、逡逑反應(yīng)、沉淀、排水、閑置五個過程，運行方式如圖１－４所示，完成一個反應(yīng)周期ｔＷ。逡逑Ｕｉｕｙｕ逡逑進水邐反應(yīng)邐沉淀邐排水邐閑置逡逑圖Ｍ邋ＳＢＲ脫氮工藝運行方式逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｔｈｅ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅ邋ｏｆ邋ＳＢＲ邋ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑１．１．４新型生物脫氮工藝逡逑傳統(tǒng)生物脫氮工藝大多能耗高，占地面積大，基建投資高。伴隨著城市污水低Ｃ／Ｎ比逡逑等問題，新型生物脫氮技術(shù)目前成為廣大專家學者研宄的重點。逡逑（１）同步硝化反硝化（ＳＮＤ）工藝逡逑根據(jù)傳統(tǒng)生物脫氮理論，硝化作用和反硝化作用分別只能在好氧和缺氧條件下才能進逡逑行。但最近有學者在ＳＢＲ、氧化溝等反應(yīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)，即使在好氧條件下也存在反硝化現(xiàn)逡逑象，這種現(xiàn)象被稱為同步硝化反硝化現(xiàn)象（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＮｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄ邋Ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，簡逡逑稱邋ＳＮＤ）。逡逑ＳＮＤ工藝的原理是ｌ３８＂４％由于微生物膜存在一定厚度，并且污泥絮體內(nèi)部的微生物想逡逑要利用污泥絮體外部的溶解氧需要克服一定的擴散阻力。所以在污泥絮體外部溶解氧濃度逡逑較高，形成好氧區(qū)，主要進行硝化反應(yīng)；污泥絮體內(nèi)部溶解氧濃度較低，形成缺氧區(qū)，主逡逑要進行反硝化反應(yīng)

２．１試驗裝置逡逑２．１．１邋ＣＳＴＲ反應(yīng)器逡逑氨氧化細菌（ＡＯＢ）的培養(yǎng)采用ＣＳＴＲ反應(yīng)器，如圖２－１所示。反應(yīng)器采用有機玻璃逡逑制成。反應(yīng)器頂部直徑２０ｃｍ，底部直徑１０ｃｍ，高８０ｃｍ，有效容積為７．２Ｌ。在反應(yīng)器內(nèi)部逡逑設(shè)置導(dǎo)流筒，通過在導(dǎo)流筒底部曝氣的方式，實現(xiàn)混合液在導(dǎo)流筒內(nèi)外的循環(huán)。本試驗采逡逑用人工配制的模擬污水，通過調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速，使氯化銨溶液以一定流量從進水箱中流入逡逑反應(yīng)器底部。反應(yīng)器上端設(shè)置一溢流口，經(jīng)過處理的污水和沉降性能較差的污泥將通過溢逡逑流口排出反應(yīng)器外。在反應(yīng)初期，微生物主要以絮狀污泥的形式存在于反應(yīng)器內(nèi)，污泥沉逡逑降性能較差，若不進行污泥回流，將有大量污泥流失。此時可在反應(yīng)器外放置一水桶，用逡逑以收集流出的污泥，并將污泥回流至反應(yīng)器內(nèi)。通過軟管將曝氣泵和微孔曝氣頭相連，將逡逑微孔曝氣頭置于反應(yīng)器底部

邐成豐儀表逡逑２．１．２邋ＳＢＲ反應(yīng)器逡逑亞硝酸鹽氧化細菌（ＮＯＢ）的培養(yǎng)采用ＳＢＲ反應(yīng)器，如圖２－２所示。反應(yīng)器采用玻璃逡逑材質(zhì)。反應(yīng)器直徑８ｃｍ，高４８ｃｍ，有效容積為２Ｌ。進水和出水均采用蠕動泵控制，進水逡逑管置于反應(yīng)器底部，出水管置于反應(yīng)器１／２處。進水蠕動泵、出水蠕動泵和曝氣泵均通過逡逑安裝電子定時器的方式控制反應(yīng)時間。將微孔曝氣頭置于反應(yīng)器底部，在微孔曝氣頭和曝逡逑氣泵之間安裝轉(zhuǎn)子流量計，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計流量大小控制反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度。將溶逡逑氧儀探頭置于反應(yīng)器內(nèi)，利用實驗室自主開發(fā)的Ｍａｔｌａｂ程序，將溶解氧數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C逡逑中，實時監(jiān)測反應(yīng)器中溶解氧的變化情況。當溫度較低時，在反應(yīng)器周圍包裹一層橡膠加逡逑熱帶，以保證ＮＯＢ能夠在適宜的溫度下進行生長。在反應(yīng)初期，微生物主要以絮狀污泥逡逑的形式存在于反應(yīng)器內(nèi)

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本文編號：2798191