本文關(guān)鍵詞：新型生物脫氮工藝啟動(dòng)及運(yùn)行性能研究

  更多相關(guān)文章： 生物脫氮 厭氧氨氧化 短程硝化反硝化 高負(fù)荷 低溫耐鹽

【摘要】：短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝以其高效、經(jīng)濟(jì)、二次污染少的特點(diǎn),贏得了眾多環(huán)保工程師的青睞。其對(duì)高濃度氨氮廢水的優(yōu)異處理效果,更使其在眾多脫氮工藝中脫穎而出。然而由于菌種生長代謝的特殊性,導(dǎo)致這兩種新型生物工藝對(duì)環(huán)境條件和技術(shù)條件要求較高。對(duì)于短程硝化反硝化工藝,其難點(diǎn)仍在于如何控制多種條件,使氨氧化細(xì)菌超越亞硝酸氧化細(xì)菌,在反應(yīng)裝置中占據(jù)優(yōu)勢(shì),達(dá)到亞硝酸的積累;而對(duì)于厭氧氨氧化工藝,其在低溫(或常溫)、高鹽條件下的快速啟動(dòng)則一直困擾眾多研究者。本論文針對(duì)厭氧氨氧化工藝研究了厭氧濾池中厭氧氨氧化工藝的啟動(dòng)及穩(wěn)定運(yùn)行,及低溫耐鹽型厭氧氨氧化菌的應(yīng)用;針對(duì)短程硝化反硝化工藝則研究了基質(zhì)濃度(NH4+、有機(jī)物)、環(huán)境條件(DO、p H)、操作條件(運(yùn)行周期)在工藝啟動(dòng)中的作用。研究得出的主要結(jié)論如下:1.對(duì)于淡水環(huán)境中的厭氧氨氧化過程,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)以聚丙烯環(huán)為填料并設(shè)置流速緩沖區(qū)的厭氧氨氧化濾池具有較高的抗水力沖擊和菌體截留能力,總氮去除速率可達(dá)22.94kg-N·m-3·d-1。(2)濃度負(fù)荷型和水力負(fù)荷型策略均可提高厭氧氨氧化反應(yīng)器的脫氮效能,但濃度負(fù)荷型策略提高總氮去除速率存在一個(gè)基質(zhì)濃度抑制限值,結(jié)合水力負(fù)荷型策略可使該限值提高,因此厭氧氨氧化的快速啟動(dòng)應(yīng)采用兩種策略結(jié)合的方式。(3)低p H值(3.00-4.00)能夠引起高水力負(fù)荷厭氧氨氧化厭氧濾池脫氮效能大幅下降,但通過調(diào)整p H值至7.00,并降低進(jìn)水基質(zhì)濃度,解除游離亞硝酸抑制可使反應(yīng)器脫氮效能恢復(fù)。2.對(duì)于海洋環(huán)境中的厭氧氨氧化過程,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)淡水厭氧氨氧化污泥在37℃經(jīng)過馴化后,可以在30‰海水鹽度下取得較好的脫氮性能,總氮去除速率可達(dá)2.80kg-N·m-3·d-1;繼續(xù)在10℃進(jìn)行低溫馴化可獲得低溫耐鹽型厭氧氨氧化菌,總氮去除速率可達(dá)4.56 kg-N·m-3·d-1。(2)厭氧氨氧化基質(zhì)代謝動(dòng)力學(xué)表明當(dāng)海水鹽度由0升高至10‰、20‰及30‰的過程中,厭氧氨氧化反應(yīng)速率經(jīng)歷了升高、降低、再升高的過程。其中,海水鹽度20‰在淡水厭氧氨氧化污泥的馴化過程中是一個(gè)臨界點(diǎn)。(3)在海水鹽度30‰階段獲得的高效耐海水型厭氧氨氧化菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,細(xì)胞形狀更加不規(guī)則,且細(xì)胞壁上出現(xiàn)類菌毛狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)16S r DNA PCR擴(kuò)增測(cè)序鑒定該優(yōu)勢(shì)厭氧氨氧化菌為Candidatus Kuenenia Stuttgartiensis。(4)低溫脅迫引起的厭氧氨氧化菌活性降低可通過馴化減弱,長期馴化甚至可提高其活性。3.對(duì)于室溫下的短程硝化反硝化工藝的啟動(dòng),試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)通過控制NH4+-N濃度在149.12-176.88 mg·L-1范圍內(nèi),p H值為8.44,曝氣量為16 L·h-1時(shí),可使NH4+-N轉(zhuǎn)化率及亞硝酸積累率均穩(wěn)定于50%左右,達(dá)到短程硝化啟動(dòng)的效果。(2)可通過控制好氧段與缺氧段的比例,促進(jìn)氨氧化細(xì)菌并抑制亞硝酸氧化細(xì)菌的生長,達(dá)到實(shí)現(xiàn)亞硝酸積累的目的。
【關(guān)鍵詞】：生物脫氮 厭氧氨氧化 短程硝化反硝化 高負(fù)荷 低溫耐鹽
【學(xué)位授予單位】：大連海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-14
• 1.1 氮素污染及危害8
• 1.2 傳統(tǒng)脫氮工藝8-9
• 1.2.1 物理化學(xué)法8-9
• 1.2.2 生物法9
• 1.3 短程硝化反硝化（Single reactor high activity ammonia removal over nitrite, Sharon）工藝9-10
• 1.4 厭氧氨氧化（Anaerobic ammonium oxidation, Anammox）工藝10-13
• 1.4.1 菌種11-12
• 1.4.2 工藝條件12
• 1.4.3 反應(yīng)器12-13
• 1.4.4 多種廢水中的應(yīng)用13
• 1.4.5 海洋中的Anammox13
• 1.5 研究目的及意義13-14
• 第二章 高水力負(fù)荷厭氧氨氧化生物濾池運(yùn)行性能14-24
• 2.1 材料和方法14-16
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行15
• 2.1.2 接種污泥和模擬廢水15
• 2.1.3 厭氧氨氧化污泥比活性測(cè)定15-16
• 2.1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法16
• 2.2 結(jié)果與討論16-22
• 2.2.1 不同運(yùn)行策略下的反應(yīng)器脫氮性能16-18
• 2.2.2 厭氧氨氧化菌的比活性及生物量18
• 2.2.3 不同運(yùn)行策略下厭氧濾池性能比較18-21
• 2.2.4 高水力負(fù)荷下低進(jìn)水pH抑制及恢復(fù)21-22
• 2.3 小結(jié)22-24
• 第三章 低溫耐鹽型厭氧氨氧化污泥的馴化24-36
• 3.1 材料與方法24-27
• 3.1.1 試驗(yàn)裝置及其運(yùn)行24-25
• 3.1.2 模擬廢水25-26
• 3.1.3 厭氧氨氧化污泥比活性測(cè)定26
• 3.1.4 樣品透射電鏡觀察26
• 3.1.5 DNA提取、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、變性梯度凝膠電泳(DGGE)及測(cè)序26
• 3.1.6 測(cè)定項(xiàng)目與方法26-27
• 3.2 結(jié)果與討論27-35
• 3.2.1 耐海水型厭氧氨氧化污泥的馴化27-33
• 3.2.2 低溫耐鹽型厭氧氨氧化污泥的馴化33-35
• 3.3 小結(jié)35-36
• 第四章 室溫下Sharon工藝的啟動(dòng)36-41
• 4.1 材料與方法36-37
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置及其運(yùn)行36-37
• 4.1.2 模擬廢水與接種污泥37
• 4.1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法37
• 4.2 結(jié)果與討論37-40
• 4.2.1 基質(zhì)及環(huán)境條件控制下Sharon工藝的啟動(dòng)及運(yùn)行特點(diǎn)37-39
• 4.2.2 Sharon工藝最佳運(yùn)行周期的探討39-40
• 4.3 小結(jié)40-41
• 第五章 結(jié)論41-42
• 參考文獻(xiàn)42-47
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果47-50
• 致謝50

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本文編號(hào)：1004003