【摘要】：針對(duì)目前日益嚴(yán)重的硝酸鹽污染問題和傳統(tǒng)反硝化工藝存在的有機(jī)物殘留問題,本文以高效脫氮并深度去除反硝化殘留有機(jī)物為主要研究目標(biāo),分別研究了三種各具特色的的反硝化技術(shù):1、顆粒污泥反硝化技術(shù)基于厭氧顆粒污泥已經(jīng)在全球范圍內(nèi)大量使用,本文提出先采用顆粒污泥床去除硝酸鹽,再通過生物接觸氧化、混凝沉淀技術(shù)去除反硝化殘留有機(jī)物的構(gòu)思。關(guān)于這一構(gòu)思,反硝化顆粒污泥的成功培養(yǎng)和穩(wěn)定運(yùn)行是關(guān)鍵,本文對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)研究。在上流式污泥床(USB)反應(yīng)器中接種絮狀活性污泥,以甲醇為碳源在40天左右培養(yǎng)出良好的反硝化顆粒污泥。系統(tǒng)顯示高效的脫氮能力,當(dāng)硝酸鹽負(fù)荷為 5.0 gNO3-N·L-1·d-1,進(jìn)水 N03-N 為 100 mg·L-1,C/N 為 4.0 時(shí),硝酸鹽、COD去除率分別為99%和91%左右。針對(duì)反硝化顆粒污泥培養(yǎng)過程中污泥上浮、溝流問題,分別采用改良種污泥和控制反硝化菌增殖速率等手段促進(jìn)良好反硝化顆粒污泥的形成。研究表明,①接種污泥宜選擇老化、穩(wěn)定的活性污泥。②培養(yǎng)初期,污泥負(fù)荷應(yīng)控制在0.15 gNO3-N·gVSS-1·d-1以內(nèi)。③細(xì)顆粒污泥出現(xiàn)后,污泥床易出現(xiàn)溝流、短路現(xiàn)象。可以通過間歇性鼓氣的方法提高污泥床的混合效果。④細(xì)顆粒污泥出現(xiàn)后,提高負(fù)荷可以加快顆粒污泥的形成,但污泥負(fù)荷應(yīng)低于0.25 gNO3-N·gVSS-1·d-1,這樣有利于形成密實(shí)、穩(wěn)定的反硝化顆粒污泥。針對(duì)反硝化顆粒污泥在高負(fù)荷下出現(xiàn)的污泥粘連、易上浮等不穩(wěn)定現(xiàn)象,分別采取減小顆粒粒徑、提高污泥比重、減弱污泥對(duì)氣泡的粘附作用、降低進(jìn)水溫度、改變碳源為葡萄糖和降低負(fù)荷等6種方法進(jìn)行調(diào)控。研究表明,顆粒污泥不穩(wěn)定的根本原因是顆粒表面反硝化菌增殖過快,降低微生物的生長速率有助于提高顆粒污泥的穩(wěn)定性。2、一體化脫氮-除碳(DN-RC)工藝提出一種“硝酸鹽反硝化”與“反硝化殘留有機(jī)物去除”在同一污泥系統(tǒng)內(nèi)完成的新工藝。系統(tǒng)由脫氮池(DN池)、除碳池(RC池)和沉淀池組成。研究發(fā)現(xiàn),該工藝具有良好的處理性能,當(dāng)DN池負(fù)荷為3.0 gNO3-N·L-1·d-1,進(jìn)水NO3-N為100 mg·L-1,C/N為4.0時(shí),硝酸鹽去除率可達(dá)99%以上,出水DOC小于 4.0mg·L-1。對(duì)DN-RC工藝性能良好的機(jī)理進(jìn)行研究。系統(tǒng)污泥濃度高達(dá)7.0-8.0 gVSS·L-1,生物相豐富,存在桿狀菌、絲狀菌、原生動(dòng)物及后生動(dòng)物等多種微生物。DN池實(shí)現(xiàn)高效反硝化,污泥反硝化活性高達(dá)25.2mgNO3-N·gVSS-1·h-1,是實(shí)際裝置去除速率(15.5mgNO3-N·gVSS-1·h-1)的1.6倍。投加碳源在DN池徹底利用,殘留有機(jī)物主要為大分子SMP,之后在RC池被進(jìn)一步去除。3、同一曝氣池內(nèi)脫氮除碳工藝(好氧反硝化工藝)通過建立好氧反硝化試驗(yàn)裝置,對(duì)曝氣條件下的反硝化行為進(jìn)行測試。結(jié)果顯示,在曝氣條件下反硝化可以高效進(jìn)行,當(dāng)曝氣量為400 mL·min-1,進(jìn)水負(fù)荷為0.5 gNO3-N·L-1·d-1,進(jìn)水N03-N為50 mg·L-1,C/N為7.0時(shí),硝酸鹽去除率達(dá)到99%以上,出水COD小于10.0 mg·L-1。分別考察了曝氣量、碳源種類對(duì)好氧反硝化的影響。研究表明好氧反硝化是反硝化菌和碳氧化菌對(duì)COD的速率競爭過程,降低曝氣量、選擇反硝化速率較快的碳源有助于反硝化對(duì)COD的競爭,有利于好氧反硝化的發(fā)生。研究結(jié)果對(duì)現(xiàn)有污水廠的升級(jí)改造具有技術(shù)指導(dǎo)意義。本研究彌補(bǔ)了目前反硝化研究未涉及處理殘留有機(jī)物的不足,對(duì)硝酸鹽污染的治理具有支持和推動(dòng)作用。
【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】：2013
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１．１邋Ａ邋ｆｌｏｗ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ邋ＵＳＢ邋＋邋ｍｉｃｒｏ－ｐｏｌｌｕｔｅｄ邋ｗａｔｅｒ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑這一流程己經(jīng)被本課題組應(yīng)用在某化肥廠生產(chǎn)廢水的三級(jí)處理，用于去除二級(jí)出水逡逑中殘留的硝酸鹽（Ｎ０３－Ｎ為２０－５０邋ｍｇｉ—１）。圖１．２是該工程的現(xiàn)場照片。工程數(shù)據(jù)顯示逡逑該工藝具有良好的處理效果，出水Ｎ0３－Ｎ、ＣＯＤ分別為０．５和１５．０邋ｍｇｉ＿１左右，說明逡逑該思路是可行的。逡逑■■邐＊■邋－■邐－？邋ｗ邐＾逡逑

本文編號(hào)：2736223