基于硝化和反硝化的傳統(tǒng)生物脫氮工藝,易受到外界環(huán)境因素干擾而導(dǎo)致微生物活性降低、生物處理性能下降。超聲波是一種環(huán)境友好型物化技術(shù),被廣泛應(yīng)用在污泥處理中。近年來低強(qiáng)度超聲波被引入到生物處理反應(yīng)器中,發(fā)現(xiàn)在低溫、低溶解氧、低碳氮比等情況下均能夠有效提高生物活性和污染物處理效能。本研究采用低強(qiáng)度超聲波,通過合理控制超聲條件,從而有效地提高目標(biāo)菌群的微生物活性,達(dá)到強(qiáng)化污水生物脫氮目的。本研究將低強(qiáng)度超聲輻照SBBR反應(yīng)器,通過控制不同的超聲輻照參數(shù),對(duì)比不加超聲組,考察系統(tǒng)脫氮效能,并優(yōu)化生物脫氮的超聲參數(shù)。研究不同C/N以及不同進(jìn)水氨氮濃度下,超聲對(duì)生物脫氮的強(qiáng)化作用,并對(duì)不同工況下微生物的胞外聚合物及微生物群落結(jié)構(gòu)與功能菌群進(jìn)行分析,探討超聲對(duì)生物脫氮的強(qiáng)化機(jī)制。本研究得出主要結(jié)論如下:(1)低進(jìn)水氨氮濃度下,低功率超聲輻照可以提高氨氮去除率,超聲功率越高,對(duì)氨氮去除促進(jìn)作用越強(qiáng)。功率為45 W時(shí),亞硝氮積累率最高,AOB占比最高,NOB占比低于空白組。超聲功率越高,TN去除率越低。超聲組反硝化菌屬的占比隨著超聲功率的升高而降低;較高功率超聲輻照下,當(dāng)超聲功率為180 W,輻照時(shí)間為10 min,DO為2 mg/L時(shí),反應(yīng)器氨氮及TN去除率最高。超聲組生物膜中EPS含量高于空白組,隨著超聲功率的升高,EPS含量逐漸升高。高通量分析結(jié)果表明,超聲功率較高時(shí),生物膜中存在異養(yǎng)硝化—好氧反硝化菌。超聲組NOB的占比低于空白組。超聲功率越高,厭氧氨氧化菌Candidatus Kuenenia的占比越高;在每個(gè)周期都超聲輻照方式下,超聲功率為45 W,超聲時(shí)間為10min時(shí),氨氮去除率最高。功率為45 W,超聲時(shí)間為5 min時(shí),總氮去除率最高。超聲輻照方式為一個(gè)周期,停一個(gè)周期時(shí),超聲時(shí)間為30 min時(shí),TN去除率最高。(2)低進(jìn)水氨氮濃度,低超聲功率下,隨著C/N的升高,NAR降低,TN去除率升高。C/N為4時(shí),氨氮去除率最高。C/N越高,Nitrosomonas的占比越低,然而C/N為5時(shí),占比最高。C/N不同,反硝化菌的優(yōu)勢(shì)菌也不同。C/N為3時(shí),厭氧氨氧化菌占比最高;高超聲功率下,不同C/N時(shí)超聲組的氨氮及TN去除率均高于未超聲組。碳源的升高會(huì)促進(jìn)反硝化作用的進(jìn)行,C/N過高時(shí),DNRA反應(yīng)發(fā)生。該工況AOB菌占比低,存在進(jìn)行異養(yǎng)硝化—好氧反硝化菌。同一C/N下,超聲組的NOB菌占比較低。超聲作用能夠很好的抑制絲狀菌的生長(zhǎng)。C/N為1時(shí),Candidatus Kuenenia的占比最高。與低超聲功率不同,隨著C/N的升高,厭氧氨氧化菌的占比逐漸降低。(3)低進(jìn)水氨氮濃度下,超聲組TN去除負(fù)荷高于空白組。過快的提高進(jìn)水氨氮可能會(huì)對(duì)反應(yīng)器中的微生物有一定的破壞作用;進(jìn)一步提高進(jìn)水氨氮負(fù)荷后,有亞硝氮積累且超聲組NAR高于空白組。超聲組隨著氨氮濃度的升高,EPS含量稍有降低;提高水力停留時(shí)間,氨氮進(jìn)水負(fù)荷均降低,氨氮及TN去除率升高,TN去除負(fù)荷均有所降低�？瞻捉MEPS含量顯著升高。超聲組氨氮濃度越高,EPS含量越高。超聲組與空白組均中存在異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌,硝化菌占比較低。超聲組異養(yǎng)硝化—好氧反硝化菌占比較低,傳統(tǒng)反硝化菌占比較高�？瞻捉M厭氧氨氧化菌占比高于超聲組。(4)高進(jìn)水氨氮濃度下,空白組的氨氮及TN去除率均低于超聲組。進(jìn)水氨氮濃度高時(shí),TN去除負(fù)荷也較高。4組反應(yīng)器進(jìn)水氨氮濃度同時(shí)提高后,超聲組的氨氮去除率及TN去除負(fù)荷仍高于空白組。進(jìn)水氨氮濃度最高時(shí),其厭氧氨氧化菌的占比最高,該工況下存在厭氧氨氧化、短程硝化反硝化與全程硝化反硝化耦合作用。超聲組中氨氮濃度越高,EPS含量越高。在高氨氮濃度下,超聲作用可以促進(jìn)AOB,對(duì)反硝化菌有一定的促進(jìn)作用。進(jìn)水氨氮濃度相同時(shí),空白組中厭氧氨氧化菌占比高于超聲組。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

反應(yīng)裝置如圖 2-1，圖 2-2 為反應(yīng)器的示意圖。反應(yīng)器 1,2,3,4 均為有 的燒杯，內(nèi)徑為 8.5 cm，高為 10 cm。反應(yīng)器均采用 PU 海綿為生物膜為 50%。底部設(shè)置砂石曝氣盤曝氣，連接質(zhì)量流量計(jì)和空氣壓縮泵，氧均勻控制。通過水浴鍋控制 4 組反應(yīng)器水溫一致且溫度為 30±2℃。為進(jìn)水（進(jìn)水時(shí)間為 5 min）同時(shí)出水（出水時(shí)間為 5 min），靜置時(shí)應(yīng)器 1 不進(jìn)行超聲輻照，設(shè)為對(duì)照組，反應(yīng)器 2/3/4 均采用進(jìn)水—超應(yīng)—出水的運(yùn)行方式(換水周期由不同工況決定)。實(shí)驗(yàn)期間，超聲過進(jìn)行。反應(yīng)器總量 500 mL，填料所占體積為 250 ml，加水到 500 mL2/3。反應(yīng)器進(jìn)水后立即超聲，分別將 R2、R3、R4 反應(yīng)器取出放入隔高度，使變幅桿末端插入樣品液面 15~20 mm 并使其位于反應(yīng)器中心破碎機(jī)調(diào)節(jié)不同超聲功率比及超聲時(shí)間，分別對(duì) R2、R3、R4 反應(yīng)器超聲輻照后停止，將反應(yīng)器放入水浴鍋中繼續(xù)運(yùn)行。

圖 2-2 SBBR 工藝示意圖Fig.2-2 Schematic diagram of SBBR process取自山西某污水處理廠 SBR 工藝曝氣池中活性污泥，將取恢復(fù)其污泥活性。將活性污泥與配水等比例混合加入裝有填，連續(xù)曝氣，觀察掛膜情況，待填料掛膜成功后。分別選取 4 組反應(yīng)器內(nèi)。采用自來水配水，碳源、氨氮及磷源分別由葡萄糖、NH4Cl 以:1，NaHCO3來補(bǔ)充反應(yīng)器微內(nèi)生物反應(yīng)所需的堿度。加入少微量元素。配水方案如表。

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文表 3-1 超聲功率對(duì)生物脫氮強(qiáng)化不同階段條件Table 3-1 Operational conditions under different expermental stages氨氮荷3·d)）進(jìn)水氨氮濃度（mg/L）C/N超聲功率（W）超聲時(shí)間（min）換水比（R1 R2 R3 R407 100 2 0 9 27 45 10 1/3 07 50 2 0 180 270 360 10 2/3 應(yīng)器處理效率
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫玉煥;吳友浩;楊志海;;初始氨氮濃度對(duì)鈍頂螺旋藻生長(zhǎng)及其去除率的影響[J];環(huán)境保護(hù)科學(xué);2012年04期

2 張鈴;張慧敏;;含氨污水治理[J];石油化工環(huán)境保護(hù);1989年02期

3 楊驥;姜樹春;;松花江氮轉(zhuǎn)化規(guī)律與氮污染容量研究[J];地理科學(xué);1989年03期

4 陳海祥;;淺析惠山區(qū)地表水中氨氮濃度近二十年變化趨勢(shì)[J];污染防治技術(shù);2013年01期

5 劉波;張艷;高靜;滕秀全;;北京市通州區(qū)農(nóng)村地下水氨氮濃度及其影響因素[J];環(huán)境與健康雜志;2006年04期

6 蔣建國(guó);王巖;隋繼超;吳時(shí)要;;廚余垃圾高固體厭氧消化處理中氨氮濃度變化及其影響[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2007年06期

7 余美瓊;洪新藝;王碧玉;;離子選擇電極法測(cè)定氨氮濃度[J];福建分析測(cè)試;2006年03期

8 張?zhí)煨?孫金生;張秋英;凌郡鴻;閆振廣;何歡祺;;中美淡水生物對(duì)氨氮的物種敏感度對(duì)比分析[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2019年01期

9 張燕;;廢水中氨氮濃度測(cè)定結(jié)果的不確定度評(píng)定[J];科技傳播;2012年15期

10 杜青青;尹芝華;左銳;王金生;楊潔;滕彥國(guó);翟遠(yuǎn)征;;某污染場(chǎng)地氨氮遷移過程模擬研究[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2017年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 秦雯;Acinetobacter HITLi 7~T適冷機(jī)制及其構(gòu)建的菌群去除低溫水中氨氮的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 張瑞峰;復(fù)合錳氧化膜催化氧化去除地表水中氨氮/錳的中試試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

3 洪美玲;水中亞硝酸鹽和氨氮對(duì)中華絨螯蟹幼體的毒性效應(yīng)及維生素E的營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)[D];華東師范大學(xué);2007年

4 郭英明;鐵錳氧化膜催化氧化同步去除地下水中氨氮和錳的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2017年

5 仇天雷;循環(huán)水養(yǎng)殖廢水生物脫氮技術(shù)及其影響因素研究[D];北京化工大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張?chǎng)螑?低強(qiáng)度超聲波強(qiáng)化含氮廢水生物脫氮研究[D];太原理工大學(xué);2019年

2 余雅琳;一種天然高分子物質(zhì)對(duì)豬場(chǎng)廢水氨氮吸附去除研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 王潔;基于PLC的氨氮檢測(cè)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];西安工業(yè)大學(xué);2018年

4 路榮坤;遠(yuǎn)程水質(zhì)氨氮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];西安工業(yè)大學(xué);2018年

5 郝明輝;清潩河流域氨氮水生生物基準(zhǔn)研究[D];鄭州大學(xué);2018年

6 陳迤岳;宏孔燒結(jié)沸石球去除模擬廢水氨氮效果研究[D];杭州師范大學(xué);2018年

7 丁月橋;污水中氨氮的沸石—微濾處理及再生機(jī)制的研究[D];河北大學(xué);2018年

8 張楠;鋁錳&沸石復(fù)合吸附材料強(qiáng)化去除水中氨氮與磷酸鹽[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

9 王志杰;離子交換和電吸附去除-富集低濃度氨氮研究[D];清華大學(xué);2017年

10 郭俊燕;基于綠球藻Chlorococcum sp.GD培養(yǎng)的硫污染物的資源化利用研究[D];山西大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2850160