厭氧氨氧化工藝作為新型脫氮工藝在高氨氮廢水處理中受到廣泛關(guān)注,但由于厭氧氨氧化菌生長緩慢,細胞產(chǎn)率低,對工藝運行條件要求嚴(yán)格,導(dǎo)致該工藝在工程應(yīng)用上受到極大限制。電氣石具有電極性和永久的自發(fā)極化效應(yīng),可以降低水分子締合度,縮小水分子團簇,促進細胞吸收和利用,提高微生物的利用率,增強生長緩慢的微生物新陳代謝能力。此外,電氣石還可以自動極化水溶液,自發(fā)調(diào)節(jié)水環(huán)境的pH值,產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)。本研究旨在提高厭氧氨氧化工藝對高氨氮廢水的脫氮處理效果,將電氣石引入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)系統(tǒng),研究厭氧氨氧化污泥物理、生化特性以及污染物去除特性,建立電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)的反應(yīng)動力學(xué)模型,探索電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)的強化機理。取得如下研究成果:(1)電氣石可以調(diào)節(jié)水溶液pH為弱堿性,pH的調(diào)節(jié)強度隨著電氣石投加量的增加而增強。不同pH條件下,電氣石的投加均提高了厭氧氨氧化菌脫氫酶活性。在電氣石的作用下,亞硝酸鹽和氨氮的最大降解速率分別由1.16kg N/(kgVSS·d)和0.92kg N/(kgVSS·d)分別提高到 2.16 kg N/(kgVSS.d)和 1.85 kg N/(kgVSS,d),亞硝酸鹽和氨氮對厭氧氨氧化的抑制常數(shù)從6.52 mmol/L和376.51 mmol/L提高到54.02 mrmol/L和835.32 mmol/L。而厭氧氨氧化菌對亞硝酸鹽和氨氮的半飽和常數(shù)由4.81 mmol/L和5.41 mmol/L 分別下降到2.51 mmol/L 和 2.57 mmol/L。(2)電氣石能促進厭氧氨氧化菌的生長和代謝,提高厭氧氨氧化菌的活性,但不利于厭氧氨氧化污泥的顆�；�。電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)內(nèi)大部分污泥(82.5%)的粒徑在150～450 μm之間,平均粒徑為243μm。而普通厭氧氨氧化系統(tǒng)內(nèi)90%的污泥粒徑不大于900μm,平均粒徑為452.5 μm。電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)經(jīng)過112 d完成啟動,比普通厭氧氨氧化系統(tǒng)提前12 d。隨著進水氮負荷的增加,電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)的運行比普通厭氧氨氧化系統(tǒng)更穩(wěn)定。由于電氣石表面釋放出陽離子,帶負電荷,排斥EPS,不利于形成粒狀,導(dǎo)致SBR2的平均粒徑大于SBR1。但是,小粒徑增加了電氣石的外層和污泥接觸,促進厭氧氨氧化細菌的生長。(3)負載電氣石聚氨酯填料生物反應(yīng)系統(tǒng)氮去除效率可達到85.5%,對應(yīng)氮負荷3.8～17.6 kg N/(m3.d),厭氧氨氧化反應(yīng)速率為1:1.31:0.16。當(dāng)進水的亞硝酸鹽氮濃度達到271.2～314 mg/L時,菌的活性會受到抑制,影響反應(yīng)速率,降低氮的去除效率。(4)動力學(xué)研究表明,在相對較高的進水氮負荷條件下,電氣石可以顯著提高厭氧氨氧化反應(yīng)過程。隨著進水氮負荷的增加,相比普通厭氧氨氧化系統(tǒng)的厭氧氨氧化活性的8.53 mg N/(g VSS·h),污泥產(chǎn)率系數(shù)0.1984,電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)的厭氧氨氧化活性達到12.87 mg N/(g VSS·h),對應(yīng)厭氧氨氧化污泥產(chǎn)率系數(shù)為0.2608,電氣石強化厭氧氨氧化系統(tǒng)具有較高的底物去除性能。
【學(xué)位單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

污泥消化池里面的上清液。實驗接種特征見表２－２。??表２－２接種污泥特征??接種観合液懸浮固體（ＭＬＳＳ〉（ｇ／ｋｇ）?１２．混合液揮發(fā)懸浮固體（ＭＬＶＳＳ）?（ｇ／ｋｇ）?８．ｐＨ?９．減度（ｍｇ／ｋｇ）?１１輕氨（ｍｇ／ｋｇ）?０．肼（ｍｇ．ｋｇ）?０．物質(zhì)對厭氧氨氧化能產(chǎn)生的作用，在這次實驗里使用對的工作容積為１．１?Ｌ，高度直徑比為２：１。用黑色織物覆部設(shè)有機械攪拌器。外壁有一圈水套可維持住系統(tǒng)在３５器里面包含了?ＤＯ、溫度／ｐｈ等在線監(jiān)測的系統(tǒng)。ＳＢＲ環(huán)由３?ｍｉｎ的進水，４７２?ｍｉｎ的摜拌和５?ｍｉｎ的溪水組成。??搜拌器??

２．２．７主要實驗儀器??實驗過程中涉及的儀器及型號所示圖２－６所示。??表２－６主要儀器型號??序號?儀器?型號?廠家??１?分光光度計?ＳＰ－７５２ＰＣ?上海光譜儀器有限公司??２?ｐＨ儀?ＰＨＳ－３Ｃ?上海雪磁是儀電科學(xué)儀器肢份有限公司??３?ＤＯ儀?ＹＳＩ（ＭＯＤＥＬ５０Ｂ）?福州卓孰電子科技有限公司??４?高壓滅菌鍋?ＳＡＮＹＯ?ＭＬＳ－３０２０?日本三洋電機公司??５?＇?烘干箱?９０３０ＡＩ０１Ａ－０Ｓ?上海素譜儀器有限公司??６?馬福爐?ＱＳＨ－１２００Ｍ?上海全碩電爐有限公司??７?激光分析法?ＷＪＬ－６１６型激光粒度儀：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司??８?ＰＣＲ儀?Ｔ〗００?伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品（上海）有限公司??？?ＢＴ００－３００?（６００／＊?Ｍ－??９?進水泵?蘭洛ｆｅ流泵有限公司??＼ＺｌＤｌ５??１０?飫速大容量離心機?ＤＬ－５型?上海安亭科學(xué)儀器廠??

２．４實驗結(jié)果與討論??２．４．１反應(yīng)器的啟動??厭氧氨氧化工藝的啟動周期主要取決于接種污泥、反應(yīng)器類型和運行條件１３６１。圖２－??３是不一樣進水氮負荷環(huán)境下，兩個反應(yīng)器里面出水氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽的濃度不??同。在亞硝酸鹽超過〗００ｍｇ／Ｌ的時候，就會不利于其進行ＩＷ。因此，進水的亞硝酸鹽??均勻保持在１００?ｍｇ／Ｌ左右。在０？６４天內(nèi)，兩個反應(yīng)器ＨＲＴ都是２４小時，進水的是??０．］８ｋｇ（Ｎ７ｍ３，ｄ）。在前４０ｄ，ＳＢＲ１和ＳＢＲ２的氨氮、亞硝酸鹽的出水濃度分別出現(xiàn)較??大波動。接著，氨氮和亞硝酸鹽出來的時候指數(shù)迅速下落，如圖２－３所示。這說明了該??菌在系統(tǒng)里慢慢積累。此外，氨氮和亞硝酸鹽的同時去除和硝酸鹽的生產(chǎn)也證實了厭氧??氨氧化活性的存在１３８］。大約經(jīng)過兩個月的運行后，ＳＢＲ１和ＳＢＲ２的厭氧氨氧化活性分??別達到０．６７ｍｇ?Ｎ／（ｇ?ＶＳＳ?ｈ）和０．６５?ｍｇ?Ｎ／（ｇ?ＶＳＳ＿ｈ）
【參考文獻】

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本文編號：2874926