發(fā)布時間：2020-06-26 14:32

【摘要】：利用厭氧顆粒污泥通風培養(yǎng)馴化獲得具有同步硝化反硝化功能的好氧顆粒污泥，使異 養(yǎng)菌、硝化菌和反硝化茵等共存于一個顆粒中，微生物間形成相互協(xié)作、互為共生的關(guān)系， 構(gòu)成一個具有同步硝化反硝化功能的反應體系。 本文研究了同步硝化反硝化好氧顆粒污泥特性、反應過程以及微生物相分布，硝化反 硝化反應模式及通氧優(yōu)化，好氧顆粒污泥的動力學常數(shù)及傳質(zhì)模式，溫室氣體N2O的產(chǎn)生 過程及控制方法。主要研究內(nèi)容如下： i．好氧顆粒污泥的培養(yǎng) 利用厭氧顆粒污泥好氧培養(yǎng)，93d后轉(zhuǎn)化獲得的好氧顆粒污泥具有良好的生物活性和同 步硝化反硝化特性，在反應過程中COD去除率達90％，氨氮去除率近98％，幾乎檢測不到 NO2--N和NO3--N，好氧顆粒污泥建立了良好的硝化反硝化反應體系。在過程研究中，2h 反應后73． 6％有機物被代謝去除，3h反應后COD濃度降至87m／L，NO2--N和NO3--N在反 應液中的濃度繼續(xù)下降，6h的反應顯示好氧顆粒污泥具有良好的同步硝化反硝化能力。 穩(wěn)定狀態(tài)下顆粒的平均直徑為2． 26mm，好氧顆粒污泥粒徑在2． 1～2． 8mm范圍的占全部 顆粒污泥的60％，污泥停留時間約22d；1． 5L反應器中顆粒污泥數(shù)量約1． 1×104個，比表面 積為389m2／m3：好氧顆粒污泥的最大沉降速度約9cm／min，所能承受的最大力為23． 236N； 反應器內(nèi)MLSS 8g／L，SV 15～28％，SVI 20～38ml／g。觀察發(fā)現(xiàn)好氧顆粒污泥具有適合好氧 和厭氧反應的微環(huán)境，顆粒污泥表面結(jié)構(gòu)緊密，主要是球狀細菌，內(nèi)部有較大的空隙，主 要為桿狀細菌。 ii．好氧顆粒污泥生長特性 顆粒污泥最適宜硝化反硝化反應的溫度范圍為25～38℃，最適的pH范圍在7～8之間， 最佳的溶解氧濃度在1-2mg／L。好氧顆粒污泥對有機物和氨氮的親和常數(shù)分別為100mg／L 和2mg／L。當COD濃度為1500mg／L時，好氧顆粒污泥對氨氮的利用率下降；當氨氮濃度 超過400mg／L時，有機物降解速率下降，高的氨氮濃度引起硝化中間產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸 J.~_…“_........一一一止生墊魚絲宜全絲‘一一一 鹽的積累，抑制好氧微生物活性。 Luongs模型，仔=叮~ 二〕衛(wèi)二旦己絲{2二，較好地擬合了底物抑制實驗過程，模型對coD C:+Ks 擬合性護為0.9932，對N場+一為尸為0.9916。氨氮對顆粒污泥降解CoD的抑制常數(shù)為 凡=lll.lmg幾，a=0.836;對氨氮降解的抑制常數(shù)為凡=103.lm叭，a=1.08。流加培養(yǎng)過程 中，采用低氨氮濃度(30m叭)流加，過程很少積累N仇一和NOZ一;氨氮流加濃度為200m叭 時，No3一和NoZ一的積累量分別為12m泌和3om叭;氨氮濃度400m叭時，2h后N仇一 的量增加到60m叭，硝化反硝化過程受抑制。 COD吸附實驗發(fā)現(xiàn)，反應Zh后顆粒污泥吸附COD量達每g干污泥56.7mg。同時，顆 粒污泥中微生物在胞內(nèi)積累PHAs，積累的PHAs以電子供體的形式參與了顆粒污泥的反硝 化反應。 111.好氧顆粒污泥生物相分析 根據(jù)分離獲得的細菌形態(tài)特征和初步的生理生化特性，初步鑒定出顆粒污泥中含假單 胞菌屬(Ps eudomonas)5株，亞硝化單胞菌屬(Nitros口monas)7株，硝化桿菌屬(從如胡ira)4株、 氣單胞菌屬(A eromonas)3株、黃單胞菌屬〔枷nth口monas)2株、抱桿菌屬(加‘illus)4株、黃色 桿菌屬(知nthobacter)2株、產(chǎn)堿菌屬(A lealigenes)2株。分離獲得的菌屬中包含了硝化反應 的亞硝化單胞菌屬和硝化桿菌屬微生物，以及具有好氧反硝化性能的Pseudomonas和 通Icaligenes菌。 搖瓶培養(yǎng)混合微生物進行脫氮實驗，30h內(nèi)有機物去除率在75%，氮去除率近50%。 無菌條件下在多孔載體上培養(yǎng)混合微生物，30d后，微生物在多孔載體上附著生長，氨氮去 除率達到84%，總氮(含氨氮、硝基氮和亞硝基氮)去除率63%。經(jīng)過培養(yǎng)，含載體的反應器 利用分離得到的微生物逐步形成具有同步硝化和反硝化功能。 iv.好氧顆粒污泥同步硝化反硝化反應機制及溶解氧條件影響 用Monod方程擬合分析不同溶解氧濃度情況下的比硝化反應速率，得硝化反應半飽和 常數(shù)(尤瀏)和最大比硝化反應速率常數(shù)(徹玩工)分別為1.osm叭和40.2助吮MLSS/I nin。擬合 比反硝化速率實驗數(shù)據(jù)，得反硝化反應氧抑制常數(shù)(凡動和最大比反硝化反應速率常數(shù) 仇加巴)分別為o.806mg幾和36.38知歲gMLSS/min。利用動力學參數(shù)，可以計算完全同步硝化 反硝化反應所需的溶解氧濃度，為o.927m妙。 不同DO情況下反應CoD去除率均在90%以上，出水cOD低于60 mg幾，好氧顆粒 污泥具有良好的有機物代謝能力。高溶解氧濃度份3，omg幾)可提高硝化反應速率，但易造成 反應過程積累NoZ一N和No3一N;低溶解氧濃度(夕.omg/L)，反應積累的硝化產(chǎn)物少，顆粒 污泥具有更好的反硝化反應能力。 中文摘要 在好氧顆粒污泥脫氮過程中，短程硝化反硝化與全程硝化反硝化途徑并存。高DO情 況下，大部分NOZ一被氧化為NO3一，NO3一N再在顆粒污泥內(nèi)部還原為氣態(tài)氮。而在低 DO情況下，NOZ一通過短程反硝化反應直接還原為氣態(tài)的NZO和NZ。同樣情況通過”N 同位素實驗可證實，低COD加比由于缺乏有機物而影響顆粒污泥的反硝化反應。研究反應 過程中各中間產(chǎn)物’SN量變化，發(fā)現(xiàn)部分氨氮不通過NO3一’加而直接通過 NOZ一’SN?
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：X703
【圖文】：

Fig2.2CODvariationduringtheProeessofaerobieeultivationofanaerobiegranularsludge.inflow:一outflow:▲removalrate(DOZ，ng/I矛士0.5，P卜170一7.5，COD500一8001，、g/IJ，曝氣)AJ期611)圖2.2是厭氧顆粒污泥好氧化過程中COD的降解過程。前5d，反應器的COD去除效率不高，在進水CoD濃度為720m叭情況下，出水COD為soom歲L，去除率僅為25%左右，說明系統(tǒng)中還沒有足夠多的好氧微生物。顆粒污泥本身是一良好的吸附體系，吸附的有機物對前期COD的下降有一定的貢獻:另外，受傳質(zhì)的影響，顆粒污泥內(nèi)部還部分保持兼氧狀態(tài)，對吸附的有機物也有一定的分解代謝作用，這些因素使得從表觀看，在培養(yǎng)起始階段COD總的表現(xiàn)為下降趨勢。為了使培養(yǎng)體系中好氧微生物獲得更好的穩(wěn)定增殖條件

和亞硝化細菌為好氧微生物，反應為好氧過程，氧為氨和亞硝酸鹽氧化的電子受體。在好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程中，配水中加入了一定濃度的NH4十一N，作為硝化微生物的生長底物。圖2.3為好氧顆粒污泥培養(yǎng)過程中氨氮的動力學變化過程。培養(yǎng)20d，配水中NH4+-N濃度一直維持在150mg幾左右，殘留的NH4十一濃度逐漸下降，去除率從17%一直上升到75%。培養(yǎng)22d后，降低進水的NH4+一濃度，觀察在較低濃度下顆粒污泥硝化反應的情況。實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過較高濃度的NH4十一培養(yǎng)后的顆粒污泥，硝化反應能力較強，在低濃度的N踐十一情況下

【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 李志榮;包埋顆粒內(nèi)硝化菌增殖衰亡規(guī)律及硝化特性研究[D];上海交通大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 王然登;生物除磷體系中顆粒污泥的形成機理及其特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

2 李光偉;五氯酚對好氧顆粒污泥和活性污泥水處理性能和微生物生態(tài)的影響[D];江南大學;2006年

3 曹建平;基于亞硝化和厭氧氨氧化的新型生物脫氮技術(shù)的應用研究[D];北京市環(huán)境保護科學研究院;2007年

4 姜秀光;好氧顆粒污泥脫氮功能微生物及群落動態(tài)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

本文編號：2730445