【摘要】：低碳氮比低濃度氨氮廢水的低碳經(jīng)濟(jì)脫氮一直是廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。相較而言,亞硝化反硝化工藝雖低碳節(jié)能程度低于厭氧氨氧化工藝,但其具有更強(qiáng)適用性和穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì),故適合用于低碳氮比低濃度廢水的處理。然而,如何實(shí)現(xiàn)低濃度廢水的穩(wěn)定亞硝化,仍是該廢水實(shí)現(xiàn)亞硝化反硝化處理的技術(shù)難點(diǎn)�；诜惺陌钡叫阅芎拖趸⑸镙d體功能,本課題探究了利用沸石生物固定床(ZBFB)的吸附-生化解吸實(shí)現(xiàn)低濃度氨氮廢水亞硝化的可行性,并進(jìn)一步聯(lián)合缺氧序批式活性污泥反應(yīng)器(ASBR)對(duì)該廢水進(jìn)行反硝化處理,以期為基于ZBFB的亞硝化反硝化工藝應(yīng)用于低碳氮比的低濃度氨氮廢水的低碳脫氮處理提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。利用ZBFB對(duì)低濃度氨氮廢水(NH_4~+-N=50mg/L)進(jìn)行吸附處理時(shí),進(jìn)水上升流速宜為1.8m/h,且吸附穿透點(diǎn)為32h;隨后對(duì)ZBFB進(jìn)行生物掛膜,發(fā)現(xiàn)掛膜后的填料氨氮吸附容量基本不受影響。在吸附完畢后,對(duì)ZBFB進(jìn)行生化解吸,發(fā)現(xiàn)在2g/L Na_2CO_3、時(shí)長(zhǎng)為16h、曝氣量和內(nèi)循環(huán)上升流速分別為0.06Nm~3/h和1.8m/h的條件下,生化解吸出水以NO_2~--N為主。實(shí)現(xiàn)亞硝化的關(guān)鍵在于生化解吸過(guò)程中的游離氨(FA)抑制加上嚴(yán)格控制的操作參數(shù)。采用ZBFB聯(lián)合ASBR的吸附-生化解吸-反硝化循環(huán)處理低濃度氨氮廢水,發(fā)現(xiàn)在多個(gè)循環(huán)周期運(yùn)行中,ZBFB的吸附出水NH_4~+-N穩(wěn)定低于5.0mg/L;在循環(huán)運(yùn)行前期,ZBFB-ASBR可實(shí)現(xiàn)低濃度氨氮廢水的亞硝化反硝化處理;但在運(yùn)行35個(gè)周期后,因生化解吸過(guò)程中的FA濃度的降低和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)適應(yīng)能力的提高,ZBFB的亞硝化生化解吸受到破壞,ASBR的脫氮方式由亞硝化反硝化轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆趸聪趸?反硝化的碳源消耗量增加,低碳效果變差;充足的亞硝化胞菌屬和亞硝化球菌屬相對(duì)豐度是ZBFB實(shí)現(xiàn)亞硝化的關(guān)鍵,但隨后硝化桿菌為主的NOB在ZBFB運(yùn)行后期逐漸適應(yīng)并生長(zhǎng)壯大,導(dǎo)致ZBFB亞硝化生化解吸破壞;ASBR中副球菌屬和假單胞菌屬的相對(duì)豐度分別為8.44%和2.30%,是保障ASBR反硝化作用的主要功能微生物。隨后嘗試尋找恢復(fù)ZBFB亞硝化生化解吸的方法。改變曝氣方式無(wú)法恢復(fù)ZBFB的亞硝化生化解吸,而逐步將生化解吸溫度升至36~oC時(shí),亞硝化生化解吸可迅速恢復(fù),溫度升高引起的銨離子解吸速率增快、AOB比增長(zhǎng)速率提升和FA對(duì)NOB的有效抑制是ZBFB亞硝化生化解吸恢復(fù)的主要原因;控制生化解吸溫度為36~oC,通過(guò)ZBFB-ASBR的吸附-生化解吸-反硝化運(yùn)行可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)低濃度氨氮廢水的亞硝化反硝化處理;高通量測(cè)序與QPCR分析結(jié)果進(jìn)一步證明了ZBFB在36~oC下進(jìn)行長(zhǎng)期生化解吸后,亞硝化單胞菌屬相對(duì)豐度明顯增大,硝化桿菌屬和硝化螺旋菌屬均被明顯抑制。生化解吸溫度的提升,是利用ZBFB穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)低濃度氨氮廢水亞硝化的保障,同時(shí)還是利用ZBFB-ASBR穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)低濃度氨氮廢水的亞硝化反硝化處理的關(guān)鍵。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2721194