本文關(guān)鍵詞：豬場(chǎng)沼液自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：厭氧產(chǎn)沼發(fā)酵工藝因其可以高效去除有機(jī)物,被廣泛應(yīng)用于豬場(chǎng)廢水的前處理。然而,厭氧產(chǎn)沼發(fā)酵產(chǎn)生的沼液通常碳氮比較低,采用傳統(tǒng)生化方法難以確保豬場(chǎng)廢水處理的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。因此,亟需開(kāi)發(fā)新型高效沼液處理技術(shù)以實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵出水的深度脫氮除磷。鑒于此,本論文提出了一種適用于豬場(chǎng)沼液處理的新型自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)。利用模擬廢水,針對(duì)目前自養(yǎng)脫氮工藝的技術(shù)瓶頸,建立了基于負(fù)荷、回流比、DO及pH調(diào)節(jié)的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行策略；針對(duì)反硝化除磷工藝難以實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)狀,探討了反硝化除磷工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性和好氧除磷微生物的反硝化能力。在此基礎(chǔ)上提出了一套適用于高濃度含磷沼液處理的新型自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷工藝,并采用實(shí)際廢水探究了以上工藝應(yīng)用于豬場(chǎng)沼液處理的可行性及穩(wěn)定性調(diào)控策略,為豬場(chǎng)廢水高效脫氮除磷技術(shù)研發(fā)提供了新的思路。主要研究結(jié)論如下：(1)系統(tǒng)探討了“高濃度低通量”和“低濃度高通量”運(yùn)行對(duì)半短程硝化(Sharon)過(guò)程啟動(dòng)及其穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)表明,與“高濃度低通量”的啟動(dòng)方式相比,“低濃度高通量”的啟動(dòng)過(guò)程更迅速,啟動(dòng)30d后,氨氮轉(zhuǎn)換負(fù)荷可提升至2.04 kg N/d/m3 . q-PCR分析的結(jié)果證實(shí)了“低濃度高通量”的啟動(dòng)方式可以維持較高的污泥硝化活性,有利于氨氧化微生物的快速富集。在進(jìn)水堿度適量的情況下,系統(tǒng)DO的變化對(duì)出水基質(zhì)比(NO2--N/NH4+-N)影響不大。但堿度過(guò)量時(shí),需嚴(yán)格控制系統(tǒng)DO以實(shí)現(xiàn)出水基質(zhì)比的穩(wěn)定。因此,從Sharon系統(tǒng)啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行的角度來(lái)講,應(yīng)優(yōu)先選擇“低濃度高通量”啟動(dòng)方式。為實(shí)現(xiàn)出水基質(zhì)比的穩(wěn)定,需要根據(jù)堿度對(duì)DO進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)。(2)在厭氧氨氧化(Anammox)高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上,探究了進(jìn)水基質(zhì)比和有機(jī)物對(duì)Anammox過(guò)程穩(wěn)定性的影響。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行120 d時(shí),總氮的去除負(fù)荷可提升至1.31 kg N/d/m3,平均基質(zhì)去除比(N02--N去除量/NH4+-N去除量)為1.24,硝酸鹽生成比(N03--N產(chǎn)生量/NH4+-N去除量)為0.15. q-PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)中微生物以Anammox菌為主,同時(shí)含有少量的硝化與反硝化微生物。改變進(jìn)水基質(zhì)比及COD濃度后發(fā)現(xiàn),較高的進(jìn)水基質(zhì)比(高于理論值)及適量COD的濃度(低于系統(tǒng)N03--N反硝化所需COD濃度)均不會(huì)對(duì)Anammox系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著性影響,相反有助于使該系統(tǒng)中的Anammox菌與反硝化菌共同發(fā)揮作用,提升系統(tǒng)TN去除效果。(3)初步探究了反硝化除磷(DPAO)系統(tǒng)在室溫條件下的穩(wěn)定性及其微生物學(xué)機(jī)理,在此基礎(chǔ)上建立了穩(wěn)定高效的好氧缺氧結(jié)合除磷模式。DPAO系統(tǒng)室溫條件下的運(yùn)行表明,通過(guò)控制pH可以實(shí)現(xiàn)聚磷菌(PAO)的大量繁殖,顯著減少聚糖菌(GAO)數(shù)量,但系統(tǒng)中GAO微生物的存在仍對(duì)DPAO過(guò)程造成威脅。在碳源交替供給時(shí),GAO的快速繁殖易導(dǎo)致DPAO除磷系統(tǒng)惡化,限制了其在高濃度廢水處理中的應(yīng)用。鑒于此,我們提出了基于丙酸型好氧PAO的DPAO微生物富集方法,通過(guò)好氧缺氧結(jié)合除磷模式,以提高生物除磷能力及其穩(wěn)定性。模擬廢水試驗(yàn)表明結(jié)合除磷模式(好氧反應(yīng)2 h結(jié)合缺氧反應(yīng)1.5 h)可穩(wěn)定去除50 mg/L PO43-P和50 mg/L NO3--N,其脫氮除磷效果與理想的DPAO工藝相當(dāng),但穩(wěn)定性更好,更適用于沼液等高濃度含磷廢水的處理。(4)基于自養(yǎng)脫氮系統(tǒng)與反硝化除磷系統(tǒng)在模擬廢水條件下的基礎(chǔ)研究,采用實(shí)際廢水考察了“自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)”的運(yùn)行穩(wěn)定性。結(jié)果表明,DO與pH調(diào)控是實(shí)現(xiàn)Sharon與Anammox工藝高效對(duì)接的關(guān)鍵所在。好氧反應(yīng)時(shí)間及DO控制對(duì)P043--p去除效果的影響顯著,好氧反應(yīng)2h同時(shí)控制DO 0.6mg/L時(shí)工藝脫氮除磷效果最佳。當(dāng)實(shí)際廢水進(jìn)水COD 700-2000 mg/L, NH4+-N 500-700 mg/L, PO43-P 35 mg/L左右時(shí),經(jīng)自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)處理,出水水質(zhì)COD 150-200 mg/L, NH4+-N 20-25 mg/L, PO43-P 6mg/L,基本無(wú)N03--N和N02--N殘留。由此可見(jiàn),本研究構(gòu)建的自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)的脫氮除磷負(fù)荷、基質(zhì)去除率和穩(wěn)定性均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)脫氮除磷工藝,具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：厭氧沼液 半短程硝化 厭氧氨氧化 反硝化除磷 好氧缺氧結(jié)合除磷 耦合技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X713
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 緒論14-25
• 1.1 規(guī)�；i場(chǎng)廢水水質(zhì)特征及處理現(xiàn)狀14-15
• 1.2 自養(yǎng)型廢水脫氮除磷新技術(shù)研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 半短程硝化工藝研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 厭氧氨氧化工藝研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 Sharon-Anammox工藝研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 反硝化除磷工藝研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)用于豬場(chǎng)沼液處理的可行性分析20-23
• 1.3.1 自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)用于豬場(chǎng)沼液處理的瓶頸分析20-21
• 1.3.2 自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)用于豬場(chǎng)沼液處理的可行性分析21-23
• 1.4 研究目的及內(nèi)容23-25
• 第二章 材料與方法25-37
• 2.1 系統(tǒng)試驗(yàn)裝置與運(yùn)行25-30
• 2.1.1 半短程硝化(Sharon)裝置與運(yùn)行25-26
• 2.1.2 厭氧氨氧化(Anammox)裝置與運(yùn)行26-27
• 2.1.3 反硝化除磷(SBR)裝置與運(yùn)行27-28
• 2.1.4 好氧除磷(SBR)裝置與運(yùn)行28
• 2.1.5 自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷工藝設(shè)計(jì)28-29
• 2.1.6 批次試驗(yàn)裝置與運(yùn)行29-30
• 2.2 模擬廢水組成與實(shí)際廢水水質(zhì)30
• 2.2.1 模擬廢水30
• 2.2.2 實(shí)際豬場(chǎng)沼液30
• 2.3 測(cè)試項(xiàng)目與方法30-31
• 2.3.1 常規(guī)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)方法31
• 2.3.2 廢水中NO_2~--N濃度對(duì)COD測(cè)定的影響31
• 2.4 樣品微生物學(xué)分析31-37
• 2.4.1 污泥樣品DNA的提取31-32
• 2.4.2 實(shí)時(shí)熒光定量PCR32-33
• 2.4.3 熒光原位雜交(FISH)技術(shù)33-37
• 第三章 脫氮除磷系統(tǒng)的啟動(dòng)與運(yùn)行穩(wěn)定性研究37-70
• 3.1 Sharon系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行與穩(wěn)定性探究38-45
• 3.1.1 DO控制模式下Sharon工藝啟動(dòng)運(yùn)行方式的探究38-43
• 3.1.2 進(jìn)水堿度對(duì)Sharon過(guò)程穩(wěn)定性的影響43-45
• 3.2 Anammox系統(tǒng)負(fù)荷提升過(guò)程及基于進(jìn)水條件改變的穩(wěn)定性探究45-55
• 3.2.1 Anammox系統(tǒng)的負(fù)荷提升過(guò)程45-49
• 3.2.2 進(jìn)水基質(zhì)比變化對(duì)Anammox反應(yīng)器性能的影響研究49-51
• 3.2.3 有機(jī)物對(duì)Anammox過(guò)程的抑制作用51-55
• 3.3 中溫條件下DPAO過(guò)程的馴化及其穩(wěn)定性探究55-64
• 3.3.1 DPAO系統(tǒng)的啟動(dòng)和運(yùn)行55-57
• 3.3.2 pH調(diào)節(jié)下的DPAO反應(yīng)器運(yùn)行57-61
• 3.3.3 基于碳源變化的DPAO系統(tǒng)穩(wěn)定性探究61-64
• 3.3.4 DPAO系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中GAO與PAO的惡性競(jìng)爭(zhēng)分析64
• 3.4 中溫條件下PAO的馴化及其反硝化能力探究與應(yīng)用64-68
• 3.4.1 丙酸型好氧除磷SBR反應(yīng)器的運(yùn)行64-66
• 3.4.2 丙酸型好氧PAO反硝化除磷能力探究66-67
• 3.4.3 好氧缺氧結(jié)合生物除磷模式的建立與運(yùn)行67-68
• 3.5 本章小結(jié)68-70
• 第四章 豬場(chǎng)沼液自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)處理研究70-82
• 4.1 豬場(chǎng)沼液半短程硝化處理研究71-73
• 4.1.1 Sharon系統(tǒng)實(shí)際廢水處理運(yùn)行適應(yīng)期71-72
• 4.1.2 Sharon系統(tǒng)實(shí)際廢水處理運(yùn)行穩(wěn)定期72-73
• 4.2 Anammox系統(tǒng)處理實(shí)際廢水的研究73-78
• 4.2.1 Anammox系統(tǒng)實(shí)際廢水處理失穩(wěn)階段73-75
• 4.2.2 基于系統(tǒng)pH調(diào)整的Anammox性能恢復(fù)期75-76
• 4.2.3 進(jìn)水pH穩(wěn)定調(diào)整的Anammox系統(tǒng)負(fù)荷提升及穩(wěn)定運(yùn)行階段76-78
• 4.3 好氧缺氧結(jié)合除磷工藝處理實(shí)際廢水的研究78-80
• 4.4 自養(yǎng)脫氮耦合除磷系統(tǒng)用于豬場(chǎng)沼液處理的效能分析80-81
• 4.5 本章小結(jié)81-82
• 第五章 研究結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)和展望82-85
• 5.1 研究結(jié)論82-84
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)84
• 5.3 研究不足和展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章、專(zhuān)利及獎(jiǎng)勵(lì)89

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本文編號(hào)：294528