發(fā)布時間：2023-05-14 05:13

　　近年來,國內(nèi)外把能量中和(Energy neutral)或能量盈余(Energy positive)作為未來污水處理的重要指標(biāo)。其主要思路是通過回收污水中的有機碳源(COD),將其轉(zhuǎn)化為甲烷后結(jié)合低能耗技術(shù)進行生物脫氮。亞硝化/厭氧氨氧化/反硝化(SNAD)-固定生物膜/活性污泥(IFAS)工藝具有同時脫氮除碳、占地面積小和工藝流程簡明等優(yōu)勢,被列為未來污水生物脫氮的重要工藝。本文研究目的是通過發(fā)展一項瘤胃液預(yù)處理藻類厭氧發(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化產(chǎn)能技術(shù),旨在實現(xiàn)生物脫氮除碳除磷的同時降低能耗,利用瘤胃液預(yù)處理及與消化污泥共發(fā)酵藻類與剩余污泥回收有機碳能的同時增加產(chǎn)能,為能量自給污水處理提供一種新思路和新工藝。首先,本研究以藻類培養(yǎng)過程中的生長代謝特性為立足點,考察了藻類PBR處理實際污泥消化液過程中不同影響條件對藻類氮磷去除率的影響。通過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11847 lx條件下NH4+-N最大去除率的預(yù)測值為29.9%。進一步通過Centr...

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號與縮寫表
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 藻類資源化利用
        1.4.1 藻類脫氮技術(shù)
        1.4.2 藻類產(chǎn)能技術(shù)
    1.5 厭氧發(fā)酵技術(shù)研究進展
        1.5.1 厭氧發(fā)酵機理
        1.5.2 厭氧發(fā)酵影響因素
        1.5.3 藻類厭氧發(fā)酵預(yù)處理技術(shù)的研究進展
        1.5.4 藻類共發(fā)酵技術(shù)的研究進展
    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 瘤胃微生物對纖維素的降解機制
    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 研究內(nèi)容
2 藻類生長條件優(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 實驗材料及儀器
        2.2.2 藻類選取及實驗進水水質(zhì)
        2.2.3 分析方法
        2.2.4 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及運行
        2.2.5 相關(guān)計算參數(shù)的確定
        2.2.6 Box-Behnken Design (BBD)響應(yīng)曲面實驗設(shè)計
        2.2.7 Central Composite Rotatable Design (CCRD)響應(yīng)曲面實驗設(shè)計
        2.2.8 模型擬合及統(tǒng)計分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 藻類篩選
        2.3.2 光照強度、CO₂曝氣濃度及磷濃度對藻類生長及脫氮影響
        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 動力學(xué)結(jié)果與分析
        2.3.6 藻類光生物反應(yīng)器處理實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 實驗材料及儀器
        3.2.2 接種污泥及實驗進水水質(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擴增
        3.2.8 生物樣品Miseq高通量測序
        3.2.9 實驗裝置
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SNAD-IFAS工藝的啟動實驗
        3.3.2 SNAD-IFAS工藝連續(xù)運行實驗
        3.3.3 SNAD-PBR聯(lián)合工藝連續(xù)運行實驗
    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)酵藻類研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實驗材料及儀器
        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 實驗裝置及方案
        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擴增
        4.2.10 生物樣品Miseq高通量測序
    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)酵對藻類發(fā)酵影響研究
        4.3.2 瘤胃液預(yù)處理時間對藻類發(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)酵藻類與剩余污泥研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 實驗材料及儀器
        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 實驗裝置及方案
        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擴增
        5.2.10 生物樣品Miseq高通量測序
        5.2.11 CCRD響應(yīng)曲面實驗設(shè)計
        5.2.12 模型擬合及統(tǒng)計分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 不同底物混合比對污泥與藻類混合發(fā)酵影響研究
        5.3.2 不同pH對污泥與藻類混合發(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 藻類發(fā)酵聯(lián)合SNAD-PBR耦合工藝能耗及運行成本分析
    6.1 引言
    6.2 工藝流程設(shè)計
    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 工藝運行成本分析
        6.4.1 運行成本組成
        6.4.2 工藝運行成本分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與創(chuàng)新點
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
作者簡介
攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果
致謝



本文編號：3817254