本課題分析了目前水資源短缺和水環(huán)境惡化的嚴(yán)峻形勢(shì),針對(duì)水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重的現(xiàn)象和污水處理廠對(duì)氮磷等污染物處理效率低以及脫氮和除磷之間存在的矛盾,闡述了生物除磷電子受體的衍變過程及其工藝發(fā)展?fàn)顩r,提出了亞硝化反硝化除磷污水處理工藝。在此工藝?yán)砟畹闹笇?dǎo)下,建立了SBR亞硝化系統(tǒng)、SBR亞硝化反硝化除磷系統(tǒng)和連續(xù)流雙污泥亞硝化反硝化除磷系統(tǒng),對(duì)建立的脫氮除磷系統(tǒng)進(jìn)行了長期的研究,并對(duì)亞硝化反硝化聚磷菌(NDPAOs)進(jìn)行了微生物學(xué)和分子生物學(xué)的研究。 首先建立了SBR亞硝化試驗(yàn)裝置,對(duì)溶解氧(DO)、溫度和pH值等影響亞硝化系統(tǒng)的主要因素進(jìn)行了研究,其中,DO是一個(gè)關(guān)鍵的影響因素。在活性污泥系統(tǒng)中,DO在0.5～1.0 mg/L時(shí)亞硝化效果良好,氨氮去除率可達(dá)到98.3%,亞硝化率可達(dá)到80%;在SBBR系統(tǒng)中,控制DO為1.5mg/L可以取得較好的亞硝化效果,氨氮去除率為95.90%,亞硝化率為95.38%。25℃~30℃能夠保證95%以上的亞硝化率,溫度低于17℃時(shí),亞硝化率低于50%。在中溫條件下,保證亞硝化系統(tǒng)正常運(yùn)行的最佳pH值為7.5～8.0。 在進(jìn)行SBR亞硝化試驗(yàn)的同時(shí),對(duì)SBR反硝化除磷系統(tǒng)進(jìn)行了研究。反硝化除磷系統(tǒng)包括兩種形式,一種以硝酸氮為電子受體,另一種以亞硝酸氮為電子受體,試驗(yàn)證明,硝酸氮和亞硝酸氮都可以作為電子受體進(jìn)行反硝化除磷。作為電子受體時(shí),亞硝酸氮的消耗反應(yīng)速度大于硝酸氮,亞硝酸氮的去除率在90%以上,硝酸氮的去除率為72%～91%。在反硝化除磷的最佳溫度上,硝酸氮與亞硝酸氮比較接近,分別為28℃和30℃。亞硝酸氮濃度為30mg/L時(shí),TP的去除率為81%。NO_3~--N/NO_2~--N =30/20是反硝化除磷的最佳比值,磷酸鹽去除率為90.12%,最大吸磷速率為0.271 mg/L·min,平均吸磷速率為0.167 mg/L·min。 研究了溫度、pH值、COD濃度、碳源種類和污泥齡等影響亞硝化反硝化除磷的重要因素。去除TP的最佳溫度為31℃。pH范圍在7.4～7.8、COD為140mg/L時(shí),TP的去除效果最好。乙酸鈉作為碳源比葡萄糖作為碳源有利于亞硝化反硝化除磷的進(jìn)行。當(dāng)污泥齡為32d時(shí),TP和COD的去除率分別達(dá)到78%和91%。 成功啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行了連續(xù)流雙污泥亞硝化反硝化除磷系統(tǒng),系統(tǒng)對(duì)COD、TP和TN具有很好的去除效果。系統(tǒng)對(duì)COD的沖擊負(fù)荷具有一定的抵抗作用,COD總?cè)コ室恢北３衷?0%以上。TP的去除效果受COD影響很大,COD過多或過少都會(huì)使TP去除率降低,COD合適的情況下,TP平均去除率為74.13%。TN的去除主要在缺氧池內(nèi)完成,出水TN濃度平均值為13.76mg/L。氨氮在亞硝化池內(nèi)轉(zhuǎn)換成以亞硝酸氮為主的NO_x~--N(硝酸氮和亞硝酸氮),平均亞硝化率達(dá)到了83.94%。NO_x~--N進(jìn)入缺氧池后被NDPAOs作為電子受體被去除,硝酸氮平均去除率為79.64%,最高去除率可達(dá)93.43%,亞硝酸氮平均去除率82.86%,最高可達(dá)到91%。同時(shí),NDPAOs以PHB為電子供體,過量攝取污水中的磷,TP平均去除率為70.96%,實(shí)現(xiàn)同步反硝化除磷。進(jìn)水碳氮比為4～5時(shí),COD、TN和TP的去除效果最好,平均去除率分別為88.51%、76.85%和75.00%。 采用生理生化菌株分離鑒定技術(shù)和分子生物學(xué)基因測序技術(shù)相結(jié)合的方法,對(duì)連續(xù)流雙污泥亞硝化反硝化除磷系統(tǒng)中的NDPAOs進(jìn)行了分離培養(yǎng)和鑒定。分離出的菌種分別屬于克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、腸桿菌屬(Enterobacter)、莫拉氏菌屬(Moraxella)、葡萄球菌屬(Staphylococcus)、副球菌屬(Paracoccus)和泛菌屬(Pantoea)。對(duì)富集培養(yǎng)的純菌株進(jìn)行亞硝化反硝化除磷試驗(yàn),最終確定NDPAOs的脫氮除磷能力,按照單位菌體吸磷能力從高到低依次為:芽孢桿菌屬、克雷伯氏菌屬、葡萄球菌屬、副球菌屬、莫拉氏菌屬、泛菌屬和腸桿菌屬。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

以 PHB 形式儲(chǔ)存在 NDPAOs 體內(nèi)。沉淀池 1 進(jìn)行泥上清液進(jìn)入亞硝化池，同時(shí)富含 NDPAOs 的污泥沉淀池。亞硝化池的主要作用是利用前段反應(yīng)器流入的氨氮圖 2-2 連續(xù)流雙污泥亞硝化反硝化除磷系統(tǒng)試驗(yàn)裝置圖2 The equipment picture of continuous flow two-sludge NDPR sys

本試驗(yàn)在馴化傳統(tǒng)硝化污泥的基礎(chǔ)上，進(jìn)行亞硝化污泥的馴化培養(yǎng)，以系統(tǒng)的快速啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行，為連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)的運(yùn)行提供技術(shù)支持。硝化試驗(yàn)裝置的構(gòu)造如圖 2-4 所示，其中（a）為活性污泥系統(tǒng)，（b）為系統(tǒng)。亞硝化試驗(yàn)的接種污泥同樣取自沈陽市北部污水處理廠的二沉池污

2 亞硝化反硝化聚磷菌分子生物學(xué)鑒定圖 6-1 菌體染色圖片F(xiàn)ig. 6-1 The dyeing pictures of bacteria（i）JC5（j）JD4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏明巖;趙亮;王棟;李子龍;;電子受體類型對(duì)反硝化除磷的影響[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2009年08期

2 李勇智;李安安;彭永臻;李宇星;;A_2N-SBR雙污泥反硝化生物除磷系統(tǒng)效能分析[J];北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

3 張立成;傅金祥;張杰;孫文章;田智勇;池福強(qiáng);王穎;;常溫SBR厭氧-好氧反應(yīng)器的短程硝化[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2007年03期

4 羅寧,羅固源,吉方英,許曉毅;利用聚磷菌快速內(nèi)源性反硝化脫氮研究[J];重慶環(huán)境科學(xué);2003年06期

5 楊文婷;沈耀良;;SBR中反硝化聚磷菌的培養(yǎng)馴化研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2009年08期

6 周斌;改良型A~2O工藝的除磷脫氮運(yùn)行效果[J];中國給水排水;2001年07期

7 于德爽,彭永臻,張相忠,崔有為,孔范龍,劉棟;中溫短程硝化反硝化的影響因素研究[J];中國給水排水;2003年01期

8 張小玲,王志盈,彭黨聰,王曉昌;低溶解氧下活性污泥法的短程硝化研究[J];中國給水排水;2003年07期

9 叢廣治,白羽,陳立學(xué),張富國,張杰;大連開發(fā)區(qū)污水廠的生物除磷實(shí)踐[J];中國給水排水;2004年01期

10 王亞宜,王淑瑩,彭永臻;MLSS、pH及NO_2~--N對(duì)反硝化除磷的影響[J];中國給水排水;2005年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李相昆;反硝化除磷工藝與微生物學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2808061