本文選題：A-O_(HA)SA工藝　切入點(diǎn)：復(fù)合腐殖生物填料　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：剩余污泥處理和處置是制約污水生物處理技術(shù)發(fā)展的重要瓶頸,而剩余污泥減量技術(shù)作為從根源上解決這一問題的最佳選擇,已經(jīng)成為目前污水生物處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。缺氧-好氧-沉淀-厭氧(anoxic-oxic-settling-anaerobic,A-OSA)工藝因無需外加化學(xué)藥劑,即可在降低污泥產(chǎn)量的同時(shí),有效去除水中有機(jī)污染物,受到廣泛關(guān)注,但是該工藝脫氮除磷效能不甚理想。為進(jìn)一步提高A-OSA工藝污泥減量效能,強(qiáng)化A-OSA工藝脫氮除磷能力,將腐殖活性污泥技術(shù)與A-OSA工藝相結(jié)合,在A-OSA工藝內(nèi)填加復(fù)合腐殖生物填料(以下簡稱A-O_(HA)SA工藝)。以A-OSA工藝作為試驗(yàn)對比,對A-O_(HA)SA工藝污水處理和污泥減量效能進(jìn)行了研究,考察了不同工況條件下的系統(tǒng)運(yùn)行效果與污泥特性,探討了復(fù)合腐殖生物填料對A-O_(HA)SA工藝的作用,并對A-O_(HA)SA工藝的微生物機(jī)制進(jìn)行了研究。為了優(yōu)化A-O_(HA)SA工藝的運(yùn)行控制,對不同工況條件下的A-O_(HA)SA工藝運(yùn)行效能進(jìn)行了考察。試驗(yàn)結(jié)果表明,在復(fù)合腐殖生物填料的作用下,A-O_(HA)SA工藝脫氮除磷效能提高的同時(shí),可有效地降低系統(tǒng)污泥產(chǎn)量。當(dāng)污泥厭氧反應(yīng)池HRT=5.5h時(shí),A-O_(HA)SA工藝污泥減量效果最佳,污泥減量率分別為23.18%,污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)為Yobs=0.13g MLSS/g COD,COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分別為92.69%、91.90%、76.69%和92.19%。水溫和有機(jī)負(fù)荷Ns的變化對剩余污泥產(chǎn)量及COD去除率無明顯的影響。污泥齡的變化對COD去除率影響較小,剩余污泥產(chǎn)量與污泥齡呈負(fù)相關(guān)。pH值較低時(shí),微生物合成受到抑制,A-O_(HA)SA工藝剩余污泥產(chǎn)量降低。當(dāng)pH值由5.5上升至8.5時(shí),COD平均去除率維持在85%以上,NH4+-N和TN平均去除率分別提高了9.57%和18.89%,TP去除率由86.15%先上升至92.92%,后下降至90.75%。為了揭示A-O_(HA)SA工藝污泥減量機(jī)理,對A-O_(HA)SA工藝內(nèi)腐殖活性污泥的污泥特性進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,A-O_(HA)SA工藝的SVI均值為72.1mL/g,CST均值為15.9s,分別較A-OSA工藝下降了21.0%和26.7%,污泥沉降性能及脫水性能得到改善。SEM-EDS檢測結(jié)果表明,A-O_(HA)SA工藝內(nèi)活性污泥以絲狀菌為骨架,結(jié)構(gòu)較A-OSA工藝更為緊密,說明在復(fù)合腐殖生物填料的作用下,腐殖活性污泥的微觀結(jié)構(gòu)和元素組成發(fā)生改變,有利于改善活性污泥的沉降性能和脫水性能�；钚晕勰喟饩酆衔锏脑囼�(yàn)分析結(jié)果表明,A-O_(HA)SA工藝主體反應(yīng)區(qū)活性污泥胞外聚合物總量低于A-OSA工藝,說明A-O_(HA)SA工藝內(nèi)的復(fù)合腐殖生物填料可促進(jìn)活性污泥腐殖化,改變活性污泥的成分、性能、微生物種群結(jié)構(gòu)及代謝途徑,有利于提高污泥減量效果與污泥沉降性。根據(jù)質(zhì)量和能量守恒定律,對不同HRT工況條件下,兩種工藝的污泥厭氧反應(yīng)池進(jìn)出流單位質(zhì)量污泥燃燒熱值、污泥量和污染物濃度分析結(jié)果表明,由于A-O_(HA)SA工藝污泥厭氧反應(yīng)池內(nèi)的污泥衰減速度和衰減程度要高于A-OSA工藝,對污泥減量工藝中的能量解偶聯(lián)機(jī)制產(chǎn)生影響,從而強(qiáng)化A-O_(HA)SA工藝的污泥減量效能。為了深入研究A-O_(HA)SA工藝內(nèi)復(fù)合腐殖生物填料對污泥減量和脫氮除磷效能的影響,采用Miseq高通量測序技術(shù),對A-O_(HA)SA工藝內(nèi)活性污泥微生物微生物機(jī)制進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,對A-O_(HA)SA工藝的缺氧池、好氧池及污泥厭氧反應(yīng)池內(nèi)污泥樣本檢測所獲得優(yōu)化序列的OTU數(shù)量分別為798、553和453,Chao指數(shù)分別為945.01、668.81和517.88,Shannon指數(shù)分別為4.82、4.48和4.23,均低于A-OSA工藝的相應(yīng)區(qū)域,說明在復(fù)合腐殖生物填料的影響下,A-O_(HA)SA工藝內(nèi)微生物豐度和多樣性發(fā)生了較大改變。A-OSA工藝與A-O_(HA)SA工藝內(nèi)的微生物歸屬于11個(gè)菌門,Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Spirochaetae為優(yōu)勢菌群。A-O_(HA)SA工藝內(nèi)Burkholderiales與Flavobacteriales含量較高,說明在復(fù)合腐殖生物填料的影響下,A-O_(HA)SA工藝脫氮除磷能力得到提高的同時(shí),污泥產(chǎn)率下降。A-O_(HA)SA工藝內(nèi)Saprospiraceae含量較低,有助于提高腐殖活性污泥的沉降性。A-O_(HA)SA工藝內(nèi)的Hydrogenophaga和Flavobacterium含量較高,使A-O_(HA)SA工藝在低溫條件下對污染物有較強(qiáng)的降解能力,可獲得較好的污水處理效果。
[Abstract]:The treatment and disposal of excess sludge is an important bottleneck restricting the development of technology for wastewater treatment and sludge reduction technologies, as the best choice to resolve this problem from the source, has become the research hotspot in the field of wastewater treatment. The anoxic oxic settling anaerobic (anoxic-oxic-settling-anaerobic, A-OSA) process without additional chemical agent you can, in reducing sludge yield and effective removal of organic pollutants in water, attracted widespread attention, but the process of nitrogen and phosphorus removal efficiency is not ideal. In order to further improve the efficiency of A-OSA sludge reduction, nitrogen and phosphorus removal capacity, enhanced A-OSA process, the humus activated sludge technology and A-OSA technology combined with A-OSA process adding composite humic bio filler (hereinafter referred to as A-O_ (HA) SA process). On the process of A-OSA as test results of A-O_ (HA) SA process of sewage treatment and sludge reduction. Can be studied, investigated the effect of system operation under different conditions and the characteristics of sludge, discusses compound humic bio filler on A-O_ (HA) SA technology, A-O_ (HA) and the mechanism of microbial SA process were studied. In order to optimize the A-O_ (HA) SA operation control technology, for different under the condition of A-O_ (HA) SA process performance were investigated. The experimental results show that the composite humic bio filler under the action of A-O_ (HA) SA process for nitrogen and phosphorus removal efficiency is improved at the same time, can effectively reduce the sludge production. When the sludge anaerobic reaction tank HRT=5.5h, A-O_ (HA) of sludge SA process reduction are the best, the sludge reduction rate was 23.18%, sludge yield coefficient for Yobs=0.13g MLSS/g COD, COD, NH4+-N, TN and TP average removal rates were 92.69%, 91.90%, 76.69% and 92.19%. and Ns temperature load change on excess sludge production The amount and the removal rate of COD had no significant effect. The changes of sludge age had little effect on COD removal rate, sludge yield and sludge age was negatively correlated with lower.PH value, microbial synthesis was inhibited, A-O_ (HA) SA process to reduce excess sludge production. When the pH value increased from 5.5 to 8.5, average COD the removal rate remained above 85%, the average removal rate of NH4+-N and TN were increased by 9.57% and 18.89%, the removal rate of TP from 86.15% to rise to 92.92%, then decreased to 90.75%. A-O_ (HA) in order to reveal the mechanism of sludge reduction process SA, A-O_ (HA) characteristics of sludge SA process of humic activated sludge were analyzed. The test results show that A-O_ (HA) SA process SVI mean 72.1mL/g, mean CST 15.9s, compared with the A-OSA process decreased by 21% and 26.7%, the sludge settleability and dewatering performance improved the results of.SEM-EDS showed that A-O_ (HA) SA activated sludge process in filamentous bacteria for Skeleton structure than the A-OSA process more closely, in the composite humic bio packing under the effect of microstructure and element composition of humus activated sludge change, is conducive to the improvement of sludge sedimentation and dewatering performance. The test results show that the activated sludge extracellular polymer, A-O_ (HA) SA process the main reaction zone EPS total less than A-OSA technology, A-O_ (HA) composite humic bio packing SA process in activated sludge can promote the humification, change the performance of activated sludge, composition, microbial community structure and metabolic pathway, is conducive to the improvement of sludge reduction effect and sludge settleability. According to the law of conservation of mass and energy, to different HRT conditions, the sludge anaerobic reaction tank two technology import flow per unit mass sludge combustion calorific value, sludge volume and pollutant concentration analysis results show that the A-O_ (HA) SA The process of anaerobic sludge in the reactor sludge decay rate and the degree of attenuation is higher than that of A-OSA process, have an impact on the sludge reduction process in the energy uncoupling mechanism, thereby strengthening the A-O_ (HA) SA sludge reduction process performance. In order to study the A-O_ (HA) SA process in the composite humic bio filler effect on sludge reduction and nitrogen and phosphorus removal efficiency, using Miseq high-throughput sequencing technology, A-O_ (HA) SA in the process of activated sludge microorganism mechanism is analyzed. The experimental results show that the A-O_ (HA) SA anoxic process, detection of sludge samples in aerobic tank and sludge anaerobic reaction tank for OTU number sequence optimization were 798553 and 453, the Chao index was 945.01668.81 and 517.88 respectively, the Shannon index was 4.82,4.48 and 4.23 respectively, the corresponding area was lower than that of A-OSA process, in the effect of composite humic bio filler, A-O_ (HA) SA Change of.A-OSA process and A-O_ microbial abundance and diversity in the Arts (HA) in the process of microbial SA belonging to 11 bacteria, Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, Spirochaetae as the dominant bacteria.A-O_ (HA) SA in Burkholderiales and Flavobacteriales high technology content, in the effect of composite humic bio filler. A-O_ (HA) SA process for nitrogen and phosphorus removal capacity has been improved at the same time, the sludge yield by.A-O_ (HA) Saprospiraceae in SA process is low, help to improve the.A-O_ settlement of humic activated sludge (HA) and Hydrogenophaga Flavobacterium SA in the high technology content, the A-O_ (HA) SA process degradation ability the stronger of the pollutants in the sewage can be obtained under the condition of low temperature, better treatment effect.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703

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本文編號：1700314