發(fā)布時間：2017-08-24 14:28

  本文關(guān)鍵詞：缺氧反硝化MBBR填料生物膜特性及運行條件優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 移動床生物膜反應(yīng)器 胞外聚合物 缺氧掛膜 反硝化脫氮 活性恢復(fù)

【摘要】：移動床生物膜反應(yīng)器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)是一種新型的生物膜法處理技術(shù),具有污染物去除效率高、占地小、操作靈活等優(yōu)點,非常適合已有工藝的升級改造。針對目前污水處理廠在冬季低溫和碳源不足條件下面臨的總氮去除困難問題,本研究以實際污水處理廠曝氣池填料和實驗室好氧預(yù)掛膜填料為研究對象,探究最佳的缺氧掛膜條件及缺氧生物膜形成規(guī)律。利用缺氧掛膜填料強化低溫、低碳條件下活性污泥的反硝化脫氮能力。此外,本文還研究了不同儲存方式下懸浮填料的活性恢復(fù),為缺氧MBBR在實際應(yīng)用過程中實現(xiàn)快速啟動提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)利用快速排泥法掛膜20 d可實現(xiàn)懸浮填料的好氧預(yù)掛膜,在好氧預(yù)掛膜條件下,能在三周內(nèi)實現(xiàn)懸浮填料的缺氧掛膜。純填料培養(yǎng)模式下載體的附著生物量和胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)含量均高于復(fù)合培養(yǎng)模式,表明填料單獨培養(yǎng)更有利于缺氧生物膜的形成。缺氧生物膜EPS中主要以緊密結(jié)合型EPS(Tightly bound EPS,TB-EPS)為主,三維熒光光譜顯示其主要成分為類蛋白和類腐殖酸兩類熒光物質(zhì)。(2)在活性污泥系統(tǒng)中投加缺氧掛膜填料能夠有效提升低溫、低碳條件下系統(tǒng)的反硝化脫氮能力。在溫度為7、15、20和25℃條件下,20%填料填充率的復(fù)合系統(tǒng)可使反硝化速率分別提升42.9%、31.1%、21.4%和10.5%;溫度對復(fù)合系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)的影響可定量表示為:Vmax(T)=0.36×1.05(T-15);當(dāng)C/N為1、2、3和6時,復(fù)合系統(tǒng)的硝酸鹽去除率分別較活性污泥系統(tǒng)提高145.8%、81.5%、16.3%和6.1%。(3)懸浮填料的投加能在一定時期內(nèi)提高活性污泥系統(tǒng)的反硝化脫氮能力,但填料的附著生物量、EPS含量及反硝化脫氮能力均隨著培養(yǎng)時間的延長而降低,填料運行40 d后反硝化速率為初始反硝化速率的35%。對生物膜微生物種群進行測序發(fā)現(xiàn),缺氧生物膜中以Proteobacteria菌門和Bacteroidetes菌門為主,反硝化生物膜優(yōu)勢菌屬Dechloromonas菌相對豐度的降低可能是導(dǎo)致填料脫氮性能下降的重要原因。(4)缺氧掛膜懸浮填料經(jīng)過長期儲存后,能夠在3周內(nèi)實現(xiàn)生物膜特性及反硝化性能的迅速恢復(fù),有效縮短了缺氧MBBR的啟動周期。此外,填料在4℃條件下儲存較常溫(20~25℃)和-25℃儲存條件具有更好的恢復(fù)性能和更低的能耗,適宜填料長期儲存。
【關(guān)鍵詞】：移動床生物膜反應(yīng)器 胞外聚合物 缺氧掛膜 反硝化脫氮 活性恢復(fù)
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8
• 1.2 生物膜法處理技術(shù)8-13
• 1.2.1 生物膜的形成與特點8-10
• 1.2.2 生物膜形成的影響因素10-11
• 1.2.3 生物膜法的特點11-12
• 1.2.4 生物膜法處理工藝12-13
• 1.3 移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）13-17
• 1.3.1 MBBR工藝的背景13-14
• 1.3.2 MBBR工藝的原理和特點14
• 1.3.3 MBBR工藝運行的影響因素14-16
• 1.3.4 MBBR工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本課題研究意義和內(nèi)容17-18
• 第二章 缺氧MBBR啟動優(yōu)化及生物膜特性研究18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 材料與方法18-22
• 2.2.1 試驗裝置18
• 2.2.2 懸浮填料18-19
• 2.2.3 接種污泥19
• 2.2.4 試驗用水19-20
• 2.2.5 分析指標及方法20-21
• 2.2.6 懸浮填料掛膜方法21-22
• 2.3 結(jié)果與討論22-34
• 2.3.1 懸浮填料好氧啟動22-24
• 2.3.2 懸浮填料缺氧啟動24-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 缺氧MBBR總氮去除關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化及脫氮效能研究36-53
• 3.1 引言36
• 3.2 材料和方法36-38
• 3.2.1 試驗裝置36-37
• 3.2.2 懸浮填料37
• 3.2.3 接種污泥37
• 3.2.4 試驗用水37
• 3.2.5 分析指標及方法37-38
• 3.2.6 反應(yīng)體系建立38
• 3.2.7 反硝化試驗38
• 3.3 結(jié)果與討論38-51
• 3.3.1 單級反應(yīng)器反硝化影響因素38-46
• 3.3.2 缺氧MBBR耦合好氧（A/O）反應(yīng)器運行效果46-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 缺氧MBBR快速啟動策略構(gòu)建初探53-60
• 4.1 引言53
• 4.2 材料與方法53-54
• 4.2.1 試驗裝置53
• 4.2.2 懸浮填料的儲存與恢復(fù)53
• 4.2.3 試驗用水53
• 4.2.4 分析指標與方法53-54
• 4.3 結(jié)果與討論54-59
• 4.3.1 生物膜結(jié)構(gòu)變化54-55
• 4.3.2 污染物去除特性55-56
• 4.3.3 胞外聚合物變化56-58
• 4.3.4 反硝化活性58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 主要結(jié)論與展望60-62
• 5.1 主要結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-70
• 附錄：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70

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