隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,水環(huán)境中的氮素污染問題日趨嚴(yán)重,水體富營養(yǎng)化問題已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。如何經(jīng)濟(jì)有效地去除污水中的含氮化合物,有效地保護(hù)受納水體,成為迫切需要解決的問題。厭氧氨氧化技術(shù)是目前最經(jīng)濟(jì)的新型的自養(yǎng)生物脫氮技術(shù),而其在含氮有機(jī)廢水處理方面存在局限性。近年來,同步亞硝化-厭氧氨氧化耦合異養(yǎng)反硝化(SNAD)工藝技術(shù)日益受到關(guān)注。本論文以MBR反應(yīng)器為基礎(chǔ),構(gòu)建了SNAD生物脫氮工藝系統(tǒng),研究了MBR-SNAD生物脫氮工藝的快速啟動、進(jìn)水C/N比對MBR-SNAD生物脫氮工藝的影響、MBR-SNAD生物脫氮工藝的膜污染特性,進(jìn)而得出以下結(jié)論:(1)研究了MBR-SNAD生物脫氮工藝的快速啟動。首先是Anammox啟動階段:通過縮短HRT(由24 h降為4 h),強(qiáng)化富集AnAOB,成功啟動厭氧氨氧化反應(yīng)過程,系統(tǒng)氨氮去除率(ARE)、總氮去除率(TNRE)和總氮去除負(fù)荷(NRR)分別達(dá)到95%、82.5%和0.49 kg/(m~3·d);其次是CANON啟動階段:間歇運(yùn)行時(shí),控制停曝比(min/min)為4:10時(shí),強(qiáng)化富集AerAOB;連續(xù)運(yùn)行時(shí),控制HRT為8 h,成功啟動CANON反應(yīng)過程,系統(tǒng)ARE、TNRE、NRR分別為93.1%、80.5%和0.54kg/(m~3·d);SNAD啟動運(yùn)行階段:通過投加碳源(乙酸鈉),控制進(jìn)水C/N比為0.5、停曝比(min/min)為4:10時(shí),成功啟動SNAD反應(yīng)過程,最終COD去除率可達(dá)到82.4%,系統(tǒng)ARE、TNRE和NRR分別達(dá)到91.2%、77.9%和0.50 kg/(m~3·d)。(2)進(jìn)水C/N比對MBR-SNAD生物脫氮工藝的影響。當(dāng)進(jìn)水C/N比由0.25增加到2時(shí),反應(yīng)器內(nèi)AerAOB和AnAOB活性并未受到顯著抑制,系統(tǒng)ARE、TNRE、NRR分別達(dá)到90%、85%、0.55 kg/(m~3·d)左右;當(dāng)C/N比增加到3時(shí),AerAOB和AnAOB活性受到顯著抑制,系統(tǒng)ARE、TNRE和NRR的去除率分別降低了36.4%、32.5%和29.1%;當(dāng)進(jìn)水C/N比由3降低到1后,AerAOB、AnAOB活性和系統(tǒng)運(yùn)行效能可成功恢復(fù)。(3)MBR-SNAD生物脫氮工藝的膜污染特性。系統(tǒng)在恒通量(20 L/m~2·h)條件下運(yùn)行,依次經(jīng)過Anammox、CANON、SNAD反應(yīng)過程之后,污泥平均粒徑依次增大,污泥沉降性能逐漸變佳,致使膜污染速率顯著降低。采用傅立葉交換紅外線光譜(FT-IR)對膜污染物質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),多糖類和蛋白類化合物是組成膜污染物質(zhì)的主要組成成分。
【學(xué)位單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

R-SNAD 實(shí)驗(yàn)裝置與運(yùn)行條件R 反應(yīng)器裝置如圖 2-1 所示，反應(yīng)器由內(nèi)外兩個(gè)圓柱形有機(jī)玻璃構(gòu)V1為 53.5 L，水浴套筒容積 V2為 68.5 L，內(nèi)置膜組件采用杭州邁納，材質(zhì)為 PVDF，膜絲外徑 3 mm，有效過濾面積 0.519 m2，膜組度 20 cm，膜孔徑 0.03μm，反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣盤，并通過氣體流，反應(yīng)器兩側(cè)設(shè)有攪拌器使基質(zhì)與溶解氧能夠均勻分布，反應(yīng)器避光，污水由高位水箱進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，通過套筒水浴使反應(yīng)器內(nèi)±2)℃左右，pH 控制在 7.8 左右，反應(yīng)器實(shí)物圖如圖 2-2 所示，圖中空纖維膜組件。實(shí)驗(yàn)裝置圖及流程

圖 2-2 MBR-SNAD 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器圖 2-4 接種污泥Fig.2-2 MBR-SNAD experiment reactor Fig.2-4 Inoculate sludge2.1.2 實(shí)驗(yàn)用水與接種污泥從厭氧氨氧化菌的馴化富集到 CANON 工藝的啟動與穩(wěn)定運(yùn)行再到 SNAD 工藝的啟動與穩(wěn)定運(yùn)行，期間不同的運(yùn)行過程采用人工配水作為進(jìn)水，進(jìn)水物質(zhì)主要有 NH4CL、NaNO3、NaC2H3O2等以及微量元素Ⅰ和Ⅱ（g/L），微量元素Ⅰ(g/L)1.25 KHCO3，0.025 KH2PO4，0.3 CaCl2·2H2O，0.2 MgSO4·7H2O，0.00625 FeSO4；微量元素Ⅱ(g/L)：15 EDTA，0.43 ZnSO4·7H2O，0.24 CoCl2·6H2O，0.99 MnCl2·4H2O0.25 CuSO4·5H2O，0.22 NaMoO4·2H2O，0.19 NiCl2·6H2O，0.21 NaSeO4·10H2O，0.01H3BO4，0.05 NaWO4·2H2O，接種污泥為厭氧氨氧化絮狀污泥，MLSS 濃度為 200mg/L 左右。厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)階段采用間歇運(yùn)行的方式，周期包括：進(jìn)水、反應(yīng)排水，周期結(jié)束后進(jìn)入下一周期，通過不斷縮短水力停留時(shí)間(HRT)來提高進(jìn)水負(fù)

圖 2-2 MBR-SNAD 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器圖 2-4 接種污泥Fig.2-2 MBR-SNAD experiment reactor Fig.2-4 Inoculate sludge2.1.2 實(shí)驗(yàn)用水與接種污泥從厭氧氨氧化菌的馴化富集到 CANON 工藝的啟動與穩(wěn)定運(yùn)行再到 SNAD 工藝的啟動與穩(wěn)定運(yùn)行，期間不同的運(yùn)行過程采用人工配水作為進(jìn)水，進(jìn)水物質(zhì)主要有 NH4CL、NaNO3、NaC2H3O2等以及微量元素Ⅰ和Ⅱ（g/L），微量元素Ⅰ(g/L)1.25 KHCO3，0.025 KH2PO4，0.3 CaCl2·2H2O，0.2 MgSO4·7H2O，0.00625 FeSO4；微量元素Ⅱ(g/L)：15 EDTA，0.43 ZnSO4·7H2O，0.24 CoCl2·6H2O，0.99 MnCl2·4H2O0.25 CuSO4·5H2O，0.22 NaMoO4·2H2O，0.19 NiCl2·6H2O，0.21 NaSeO4·10H2O，0.01H3BO4，0.05 NaWO4·2H2O，接種污泥為厭氧氨氧化絮狀污泥，MLSS 濃度為 200mg/L 左右。厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)階段采用間歇運(yùn)行的方式，周期包括：進(jìn)水、反應(yīng)排水，周期結(jié)束后進(jìn)入下一周期，通過不斷縮短水力停留時(shí)間(HRT)來提高進(jìn)水負(fù)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2873497