本文選題：好氧顆粒污泥 + 篩網(wǎng)��； 參考：《浙江大學》2016年碩士論文

【摘要】：自上世紀90年代初研究者在上流式污泥床反應器內(nèi)發(fā)現(xiàn)好氧污泥顆�；F(xiàn)象以來,好氧顆粒污泥因其致密的顆粒結構、優(yōu)異的沉降性能、較高的生物持留、多功能菌群分區(qū)定殖等特點,受到國內(nèi)外學者廣泛關注。然而,好氧顆粒污泥工藝運行過程存在啟動周期長、運行不穩(wěn)定等問題,其工業(yè)化應用仍面臨較大的技術瓶頸。論文從污泥顆粒粒徑優(yōu)化、系統(tǒng)節(jié)能降耗角度出發(fā),開展不同孔徑篩網(wǎng)、曝氣方式對內(nèi)置篩網(wǎng)型好氧顆粒污泥反應器運行性能的影響研究,初步探究強化好氧顆粒污泥工藝穩(wěn)定運行的微生物學機制。主要研究結論如下：1、通過研究四組內(nèi)置不同孔徑篩網(wǎng)的好氧顆粒污泥反應器(R1為對照組,R2、R3、R4分別內(nèi)置孔徑為1.5mm、2.5mm、3.5mm的篩網(wǎng))運行性能,發(fā)現(xiàn)反應器連續(xù)運行120d后內(nèi)置2.5mm孔徑篩網(wǎng)的R3反應器獲得較高的污泥濃度(MLSS達8.2±0.2g.L-1)與良好的顆粒沉降性能(SVI穩(wěn)定在30mL·g-1以下),形成的成熟顆粒污泥結構致密,平均顆粒粒徑達1850±28μm；相比而言,內(nèi)置1.5mm孔徑篩網(wǎng)的R2反應器污泥持留量較低、平均顆粒粒徑較小,而R1、R4反應器形成的顆粒污泥結構不穩(wěn)定、最終以絮體污泥為主。污染物去除方面,在進水COD為1006±15 mg L-1,有機負荷率3 kg COD m-3 d-1條件下,R3反應器的污染物去除性能最佳,COD、氨氮、總氮去除率分別達96.1土1.6%、98.6±0.8%、83.9±1.2%,R2反應器的污染物去除率明顯降低,R1和R4反應器的COD、氨氮、總氮去除率則僅為73.4%-75.5%、25.6%-40.3%、22.4%-28.2%。分析好氧顆粒污泥反應器批運行周期氮素變化發(fā)現(xiàn),四組反應器的進水氨氮(進水氨氮負荷為0.15 kg m-3 d-1)在120min內(nèi)得到基本去除,硝酸鹽濃度則出現(xiàn)不同程度的增加。其中,R3反應器硝酸鹽增幅不明顯,僅為2.3±0.1mg·L-1,而其它反應器的硝酸鹽增幅達8.1-13.4 mg·L-1。四組反應器的總氮去除率依次為：R3(83.9±1.2%)R2(75.6±1.6%)R1(65.3±1.7%)R4(22.4±3.1%),表明內(nèi)置2.5mm孔徑篩網(wǎng)有利于顆粒污泥粒徑控制與系統(tǒng)脫氮性能提升。2、從系統(tǒng)節(jié)能降耗角度出發(fā),研究不同曝氣方式對顆粒污泥反應器運行性能的影響結果表明,曝氣裝置分別設置在底部、距底部1/6處的R1、R2反應器均獲得較高的污泥濃度(8.1-8.3mg·L-1)與較大的平均顆粒粒徑(1813-1852μm),而曝氣裝置設置在距底部1/3處的R3反應器運行一周后污泥大量洗出。污染物去除方面,在進水COD為1006±15 mg L-1有機負荷率3 kg COD m-3 d-1條件下,R2反應器運行20d后COD、氨氮、總氮去除率分別達到97.2±0.3%、98.1±0.1%、82.3±0.3%,R1反應器的COD、氨氮、總氮去除率則在運行25d后方達到96%、98%、82%以上,而R3反應器因污泥大量流失導致系統(tǒng)崩潰。分析周期內(nèi)反應器不同位置溶解氧分布發(fā)現(xiàn),R1反應器底部的溶解氧飽和度高達37.2±0.5%,R3反應器底部缺氧,相比R2反應器底部溶解氧飽和度穩(wěn)定在20.1±0.1%,賦予反應器良好的同步硝化反硝化條件。計算系統(tǒng)功耗發(fā)現(xiàn),三組反應器的曝氣能耗分別為17.25W、14.60W、11.55W;與常規(guī)反應器R1相比,R2反應器的曝氣能耗降低16%左右,實現(xiàn)好氧顆粒污泥工藝強化脫氮與系統(tǒng)節(jié)能降耗。3、應用分子技術分析內(nèi)置不同孔徑篩網(wǎng)的顆粒污泥發(fā)現(xiàn),R3反應器內(nèi)顆粒污泥微生物種群豐富度(香濃指數(shù))最高,達6.91；四組反應器的優(yōu)勢菌群主要為Proteobacteria、Bacteroidetes等,其中Proteobacteria比例分別從接種污泥的40.2%增至59.6%、59.0%、70.2%、42.1%,擬桿菌門Bacteroidetes比例則從接種污泥的35.4%變化為29.8%、20.3%、17.4%、40.3%。通過屬水平熱圖分析發(fā)現(xiàn),R3反應器污泥微生物以Zoogloea spp.占優(yōu)勢(豐度為50.5%),其次為Thauera spp.(豐度為6.1%)和Paracoccus spp.(豐度占3.6%),推測具有EPS分泌功能的Zoogloea spp.以及具有反硝化脫氮能力的Thauera spp.在顆粒污泥粒徑優(yōu)化過程實現(xiàn)了定向富集。研究還發(fā)現(xiàn),R1、R4反應器污泥中Leadbetterella spp.豐度分別占15%與35%,其存在會導致多糖過度分泌,造成EPS比例失衡,導致顆粒污泥解體。研究發(fā)現(xiàn),曝氣裝置布設在距底部1／6處的顆粒污泥反應器污泥微生物多樣性最高,其香濃指數(shù)達6.83,優(yōu)勢菌群中Proteobacteria比例高達74.5%。通過屬水平熱圖分析發(fā)現(xiàn),顆粒污泥Zoogloea spp.、Paracoccus spp.、Thauera spp.豐度分別達40.4%、11.3%、7.9%,其中Paracoccus spp.、Thauera spp.大量富集利于好氧顆粒污泥工藝在節(jié)能降耗的同時,脫氮性能得到明顯強化。論文從顆粒污泥粒徑優(yōu)化、系統(tǒng)節(jié)能降耗等角度出發(fā),通過內(nèi)置篩網(wǎng)、改進曝氣裝置布設方式等手段,開發(fā)了強化顆粒結構穩(wěn)定與污染物去除的好氧顆粒污泥新技術運行操作條件,并從微生物學角度初步揭示了好氧顆粒污泥工藝強化機制,為好氧顆粒污泥工藝快速顆�；案咝Х�(wěn)定運行的工藝調(diào)控策略提供有力支撐。
[Abstract]:This paper studies the effect of aerobic granular sludge on the operation performance of aerobic granular sludge reactor with different aperture screens and aeration modes . The results are as follows : 1 . It is found that the aerobic granular sludge reactor ( R1 is the control group , R2 , R3 and R4 have a built - in pore size of 1.5mm , 2.5 mm and 3.5mm ) .
The results showed that the removal rate of COD , NH _ 3 - N and TN in the four reactors was only 2.3 鹵 0.1 mg 路 L ~ ( -1 ) , and the removal rate of COD , NH _ 3 - N and TN in the four reactors was only 2.3 鹵 0.1 mg 路 L ~ ( -1 ) . The removal rate of COD , NH _ N and TN were 97.2 鹵 0.3 % , 98.1 鹵 0.1 % and 82.3 鹵 0.3 % respectively . The oxygen saturation at the bottom of R1 reactor decreased by about 96 % , 98 % and 11.55W respectively . The results showed that the aeration energy consumption of the reactor was 17.25W , 14.60W and 11.55W , respectively .
The results showed that the sludge microorganisms of R3 reactor had the highest abundance of Zoogloea spp . ( 50.5 % ) , then Thauera spp . ( 60.1 % ) and Paracoccus spp . On the basis of particle size optimization of granular sludge , energy saving and consumption reduction of the system , the operating conditions of new technology of aerobic granular sludge with stable particle structure stabilization and pollutant removal were developed .

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703

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