近年來(lái),國(guó)內(nèi)外把能量中和(Energy neutral)或能量盈余(Energy positive)作為未來(lái)污水處理的重要指標(biāo)。其主要思路是通過(guò)回收污水中的有機(jī)碳源(COD),將其轉(zhuǎn)化為甲烷后結(jié)合低能耗技術(shù)進(jìn)行生物脫氮。亞硝化/厭氧氨氧化/反硝化(SNAD)-固定生物膜/活性污泥(IFAS)工藝具有同時(shí)脫氮除碳、占地面積小和工藝流程簡(jiǎn)明等優(yōu)勢(shì),被列為未來(lái)污水生物脫氮的重要工藝。本文研究目的是通過(guò)發(fā)展一項(xiàng)瘤胃液預(yù)處理藻類(lèi)厭氧發(fā)酵結(jié)合SNAD-光生物反應(yīng)器(PBR)耦合工藝處理污泥消化液強(qiáng)化產(chǎn)能技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)生物脫氮除碳除磷的同時(shí)降低能耗,利用瘤胃液預(yù)處理及與消化污泥共發(fā)酵藻類(lèi)與剩余污泥回收有機(jī)碳能的同時(shí)增加產(chǎn)能,為能量自給污水處理提供一種新思路和新工藝。首先,本研究以藻類(lèi)培養(yǎng)過(guò)程中的生長(zhǎng)代謝特性為立足點(diǎn),考察了藻類(lèi)PBR處理實(shí)際污泥消化液過(guò)程中不同影響條件對(duì)藻類(lèi)氮磷去除率的影響。通過(guò)Box-Behnken Design(BBD)響應(yīng)曲面法優(yōu)化結(jié)果表明磷濃度為40 mg/L,CO2曝氣濃度為2.6%,光強(qiáng)11847 lx條件下NH4+-N最大去除率的預(yù)測(cè)值為29.9%。進(jìn)一步通過(guò)Centr...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)與縮寫(xiě)表
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 基于能源回收的可持續(xù)污水處理
    1.3 廢水微生物脫氮技術(shù)
        1.3.1 硝化-反硝化生物脫氮工藝
        1.3.2 亞硝化生物脫氮技術(shù)
        1.3.3 厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù)
    1.4 藻類(lèi)資源化利用
        1.4.1 藻類(lèi)脫氮技術(shù)
        1.4.2 藻類(lèi)產(chǎn)能技術(shù)
    1.5 厭氧發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展
        1.5.1 厭氧發(fā)酵機(jī)理
        1.5.2 厭氧發(fā)酵影響因素
        1.5.3 藻類(lèi)厭氧發(fā)酵預(yù)處理技術(shù)的研究進(jìn)展
        1.5.4 藻類(lèi)共發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展
    1.6 瘤胃微生物在纖維素原料處理上應(yīng)用
        1.6.1 瘤胃微生物組成
        1.6.2 瘤胃微生物對(duì)纖維素的降解機(jī)制
    1.7 本文的研究目的、意義和內(nèi)容
        1.7.1 研究目的和意義
        1.7.2 研究?jī)?nèi)容
2 藻類(lèi)生長(zhǎng)條件優(yōu)化及N、P去除效果研究
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.2.2 藻類(lèi)選取及實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)
        2.2.3 分析方法
        2.2.4 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行
        2.2.5 相關(guān)計(jì)算參數(shù)的確定
        2.2.6 Box-Behnken Design (BBD)響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.7 Central Composite Rotatable Design (CCRD)響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.8 模型擬合及統(tǒng)計(jì)分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 藻類(lèi)篩選
        2.3.2 光照強(qiáng)度、CO₂曝氣濃度及磷濃度對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)及脫氮影響
        2.3.3 BBD響應(yīng)曲面法優(yōu)化結(jié)果與分析
        2.3.4 CCRD響應(yīng)曲面法優(yōu)化結(jié)果與分析
        2.3.5 動(dòng)力學(xué)結(jié)果與分析
        2.3.6 藻類(lèi)光生物反應(yīng)器處理實(shí)際污泥消化液性能表現(xiàn)
    2.4 本章小結(jié)
3 SNAD-PBR耦合工藝處理污泥消化液研究
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        3.2.2 接種污泥及實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)
        3.2.3 分析方法
        3.2.4 掃描電鏡分析(SEM)
        3.2.5 生物菌群比生長(zhǎng)活性分析
        3.2.6 生物樣品DNA的提取
        3.2.7 生物樣品16 S rRNA PCR擴(kuò)增
        3.2.8 生物樣品Miseq高通量測(cè)序
        3.2.9 實(shí)驗(yàn)裝置
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SNAD-IFAS工藝的啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)
        3.3.2 SNAD-IFAS工藝連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
        3.3.3 SNAD-PBR聯(lián)合工藝連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 瘤胃液預(yù)處理及與厭氧消化污泥共發(fā)酵藻類(lèi)研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        4.2.2 緩沖溶液的配置
        4.2.3 原材料選取
        4.2.4 分析方法
        4.2.5 實(shí)驗(yàn)裝置及方案
        4.2.6 生物產(chǎn)甲烷潛力(BMP)分析
        4.2.7 Gompetiz模型分析
        4.2.8 生物樣品DNA的提取
        4.2.9 生物樣品16 S rRNA PCR擴(kuò)增
        4.2.10 生物樣品Miseq高通量測(cè)序
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 瘤胃液預(yù)處理及與厭氧消化污泥共發(fā)酵對(duì)藻類(lèi)發(fā)酵影響研究
        4.3.2 瘤胃液預(yù)處理時(shí)間對(duì)藻類(lèi)發(fā)酵影響研究
    4.4 本章小結(jié)
5 瘤胃液預(yù)處理及與消化污泥混合發(fā)酵藻類(lèi)與剩余污泥研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        5.2.2 緩沖溶液的配置
        5.2.3 原材料選取
        5.2.4 分析方法
        5.2.5 實(shí)驗(yàn)裝置及方案
        5.2.6 生物產(chǎn)甲烷潛力(BMP)分析
        5.2.7 Gompetiz模型分析
        5.2.8 生物樣品DNA的提取
        5.2.9 生物樣品16 S rRNA PCR擴(kuò)增
        5.2.10 生物樣品Miseq高通量測(cè)序
        5.2.11 CCRD響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.12 模型擬合及統(tǒng)計(jì)分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 不同底物混合比對(duì)污泥與藻類(lèi)混合發(fā)酵影響研究
        5.3.2 不同pH對(duì)污泥與藻類(lèi)混合發(fā)酵影響研究
        5.3.3 CCRD響應(yīng)面法優(yōu)化結(jié)果與分析
    5.4 本章小結(jié)
6 藻類(lèi)發(fā)酵聯(lián)合SNAD-PBR耦合工藝能耗及運(yùn)行成本分析
    6.1 引言
    6.2 工藝流程設(shè)計(jì)
    6.3 工藝能耗分析
        6.3.1 物質(zhì)平衡分析
        6.3.2 能耗分析
    6.4 工藝運(yùn)行成本分析
        6.4.1 運(yùn)行成本組成
        6.4.2 工藝運(yùn)行成本分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝



本文編號(hào)：3817254