【摘要】：本論文針對(duì)催化劑生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生低氨氮廢水,采用短程硝化反硝化脫氮技術(shù)進(jìn)行處理,并用煉油廠堿渣廢水作為反硝化處理廢水的有機(jī)碳源,同時(shí)研究其機(jī)理過(guò)程,為工業(yè)化應(yīng)用提供依據(jù)。 本課題分別采用了A/O反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器對(duì)硝化過(guò)程氨氮廢水和廢堿液降解過(guò)程進(jìn)行了研究。在SBR反應(yīng)器中,采用模擬廢水進(jìn)行短程硝化-反硝化生物脫氮工藝,控制反應(yīng)溫度在25±1℃、pH值在7.5-8.5之間、DO濃度小于0.5mg/L的條件下,氨氮初始濃度為1000mg/L,其亞硝化率始終維持在98%以上,硝化出水中NO3--N濃度低于5.0mg/L以下,出水氨氮濃度低于檢測(cè)限,達(dá)到了短程硝化反硝化的過(guò)程。 GC-MS對(duì)廢堿液中的有機(jī)成分進(jìn)行測(cè)定,其主要成分為芳香類化合物,其中酚類物質(zhì)占84.11%,苯胺類物質(zhì)占7.79%,硫化物占1.31%。廢堿液具有50000mg/L以上的堿度,其B/C=0.29,可生化性較差。在SBR反應(yīng)器中,采用分批投加廢堿液作為反硝化的碳源,在進(jìn)水COD濃度為1200mg/L,反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度為300mg/L的情況下,采用曝氣4小時(shí),缺氧2小時(shí)的操作條件,使最終出水的氨氮濃度低于檢測(cè)限,總氮出水濃度為1.69mg/L 在短程硝化反硝化運(yùn)行過(guò)程中對(duì)有機(jī)硫和揮發(fā)酚的去除效果同樣有效,在SBR間隙式反應(yīng)器中,有機(jī)硫和揮發(fā)酚的去除率分別達(dá)到92.0%和93.9%；在A/O連續(xù)式反應(yīng)器中有機(jī)硫和揮發(fā)酚的去除率分別為93.9%和99.6%。說(shuō)明廢堿液中的揮發(fā)酚和有機(jī)硫等污染物可以作為氨氮反硝化降解時(shí)所需的有機(jī)碳源而被去除。在同一曝氣單元內(nèi),曝氣階段使pH下降了0.07時(shí),缺氧階段使pH上升了0.05。通過(guò)曝氣階段和缺氧階段pH的變化可以看出,反硝化過(guò)程產(chǎn)生的堿度不足以彌補(bǔ)硝化階段堿度的消耗,大約為硝化階段消耗堿度的一半左右。以廢堿液的堿度作為硝化脫氮的堿度,可以彌補(bǔ)短程硝化反硝化過(guò)程中堿度的不足,達(dá)到廢堿液和高氨氮廢水的協(xié)同處理。 A/O系統(tǒng)包括硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)兩個(gè)反應(yīng)器,在硝化反應(yīng)池內(nèi)利用廢堿液的堿度在24小時(shí)內(nèi)將進(jìn)水300 mg/L的氨氮完全去除,亞硝化率最高可達(dá)到90%以上。在反硝化反應(yīng)池可在8小時(shí)內(nèi)將NOx-N完全降解到檢測(cè)限以下,達(dá)到連續(xù)流的短程硝化反硝化過(guò)程。 控制短程硝化還是全程硝化,其重要的影響因素是如何控制溶解氧的濃度。實(shí)驗(yàn)證實(shí),在短程硝化階段,必需控制溶解氧濃度低于0.5 mg/L,可維持高的亞硝化率。而按傳統(tǒng)曝氣池控制溶解氧濃度在2.0 mg/L以上,則會(huì)導(dǎo)致全程硝化。 16S rRNA基因克隆文庫(kù)法鑒定,短程硝化-反硝化活性污泥中以Nitrosomonas類群的菌種為優(yōu)勢(shì)類型,占整個(gè)文庫(kù)的50%左右,其中尤以與Nitrosomonas europaeaATCC25978菌株相似性達(dá)到99%的菌株FXHWN-14和與Nitrosomonas halophila菌株相似度達(dá)到99%的FXHWN-29為主,這兩株菌都屬于能將氨氧化成亞硝酸根的氨氧化菌(AOB),具有較強(qiáng)的短程硝化能力。 本基礎(chǔ)研究與中試試驗(yàn)認(rèn)為,短程硝化反硝化工藝對(duì)氨氮處理效率高,操作簡(jiǎn)便,運(yùn)行費(fèi)用低,符合目前國(guó)內(nèi)催化劑產(chǎn)生的低濃度氨氮污水與煉化污水整合處理的需要。
【圖文】：

第6頁(yè)華東理工大學(xué)博士學(xué)位論文有機(jī)氨遏些色氨氮反硝酸菌閃2~—NO3一亞硝酸細(xì)菌一N02一一硝酸細(xì)菌…圖Ll生物脫氮過(guò)程示意圖Fig.1.1ProcessdiagramofbiologicrelnOVeofnitrogen由于氨化作用速度很快，在普通的活性污泥法中均能完成，因而無(wú)需作特殊考慮;硝化過(guò)程是一個(gè)好氧過(guò)程，由于硝化細(xì)菌的世代周期較長(zhǎng)，難以保持較高的微生物濃度，是生物脫氮速率的控制步驟:反硝化作用是由化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物一反硝化細(xì)菌在厭氧或缺氧的條件下完成的。圖1.2為傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程ll]，該工藝以氨化、硝化、反硝化三項(xiàng)反應(yīng)為基礎(chǔ)(分別為圖中所示的1、2、3區(qū))。投加堿是為了保持硝化所需的微堿性環(huán)境，投加甲醇是為了提供反硝化過(guò)程所需的碳源。此工藝氧化速率高，污泥負(fù)荷率高，不同性質(zhì)污泥在不同沉淀池分離和回流，運(yùn)行方便，靈活性大，具有良好脫氮效果。但其缺點(diǎn)是所需處理設(shè)備多，造價(jià)高。另外，由于投加甲醇而帶來(lái)的BOD:需在系統(tǒng)后額外設(shè)置曝氣池和沉淀池除去。

圖2.2SBR運(yùn)行流程示意圖Fig.2.2DiagramforSBRoPerationl)進(jìn)水工序:打開(kāi)連接進(jìn)水管的進(jìn)水閥門(mén)，使廢水通過(guò)重力作用直接進(jìn)入SB器，當(dāng)達(dá)到預(yù)定水量后關(guān)閉閥門(mén)。2)反應(yīng)工序:該工序主要由多個(gè)曝氣單元組成，每個(gè)曝氣單元包括曝氣部分部分，所以又稱該工序?yàn)殚g歇曝氣工序。曝氣部分:在SBR反應(yīng)器注入廢水后，啟動(dòng)攪拌裝置，調(diào)節(jié)溫度、調(diào)節(jié)合適pH值，進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣并調(diào)節(jié)一定的曝氣量，使SBR反應(yīng)器內(nèi)保持維持微生物生的溶解氧濃度。缺氧部分:停止鼓風(fēng)曝氣，降低攪拌速度，使廢水液面與大氣接觸造成缺氧環(huán)其余溫度等參數(shù)的控制與曝氣部分基本相同。曝氣單元時(shí)間以及每部分的時(shí)間長(zhǎng)度由TW一A06型定時(shí)器控制。在某些情況下，可能會(huì)出現(xiàn)氨氮降解產(chǎn)生的亞硝酸、硝酸鹽不能在缺氧部分內(nèi)反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化成氮?dú)�，，�?dǎo)致亞硝酸鹽和硝酸鹽累積的情況。亞硝酸根在濃度過(guò)細(xì)菌產(chǎn)生毒性抑制作用，因此要探索合適的反應(yīng)條件，盡量避免這種情況的發(fā)生
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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1 田生;;環(huán)境成本控制路徑探析——基于微生物技術(shù)運(yùn)用的視角[J];天津經(jīng)濟(jì);2013年04期

本文編號(hào)：2649276