自养半短程硝化和厌氧氨氧化反应器的启动及影响因素研究

摘要

含氮废水易造成水体富营养化，传统生物脱氮工艺即硝化-反硝化可有效去除氮，在生产中广泛应用，与此同时传统生物脱氮工艺在处理高氨低碳氮比废水时存在有机碳源不足的问题。而近年来发展起来的新型生物脱氮技术短程硝化-厌氧氨氧化工艺解决了这一难题。本研究利用人工配水模拟废水研究了自养半短程硝化和厌氧氨氧化反应器的启动与影响因素以及处理高氨氮废水的处理效果。试验结果表明： 1.在SBR反应器内，接种消化污泥，以配制的高氨氮废水为进水，进水NH4+-N浓度为510mg/L，当HRT为24h，pH为7.8～8.5，温度为35℃，DO浓度为1.0～1.5mg/L，不排泥的条件下运行时，出水NO2--N、NH4+-N和NO3--N平均浓度分别为249.1mg/L、231.7mg/L和4.3mg/L，NO2--N/NH4+-N的比值为1.1，可以满足ANAMMOX反应器的进水条件。自养半短程硝化的适宜HRT、pH、温度和DO分别为12h、7.5～8.3、32～35℃和0.8～1.27mg/L。 2.ASBR反应器内混合接种消化污泥和厌氧颗粒污泥，在HRT为24h，pH为7.5～8.5，温度为35℃的条件下，经过160d驯化出了厌氧氨氧化菌。当进水NH4+-N为170～190mg/L，NO2--N为180～200mg/L时，出水NH4+-N、NO2--N和TN的平均浓度分别为17.5mg/L、12.1mg/L和39.7mg/L，NH4+-N、NO2--N和TN的平均去除率分别为90.7％、91.4％和86.2％。ASBR厌氧氨氧化反应器平均容积负荷为0.38 kg·m-3·d-1。 3.通过对HRT、温度、pH和进水NO2--N/NH4+-N比值对厌氧氨氧化影响因素的研究，确定HRT、温度、pH和NO2--N/NH4+-N比值的适宜范围分别为12h、30～35℃、7.44～8.36和0.95～1.2。 4.在HRT为12h，温度为30-35℃，pH范围为7.44～8.36和NO2-N/NH4+-N比值为1.1，进水NH4+-N为170～190mg/L，NO2--N为180～200mg/L，平均容积负荷为0.76kg·m-3·d-1时，出水NH4+-N、NO2-N和TN的平均浓度分别为12.1mg/L、10.7mg/L和34.8meJL，NH4+-N、NO2--N和TN平均去除率分别为95.3％、97.3％和92.3％。 5.自养半短程硝化反应器SBR首先在优化条件下运行，即：SBR反应器中HRT为12h，pH为7.5～8.3，温度为32～35℃，DO为0.8～1.27mg/L，进水NH4+-N浓度为380～400mg/L，然后将SBR反应器出水作为ASBR反应器的进水：厌氧氨氧化反应器ASBR在优势条件下运行，即：ASBR反应器中HRT为12h，温度为30～35℃、pH为7.44～8.36条件下，自养半短程硝化.厌氧氨氧化联合工艺处理后出水NH4+-N、NO2--N和TN平均浓度分别为2.7mg/L、0.51mg/L和55.9 mg/L，它们的平均去除率分别为93.7％、96.2％和84.6％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1高氨氮废水的来源

1.2氮污染的危害

1.3废水脱氮技术研究现状

1.3.1物化除氮技术

1.3.2废水生物脱氮

1.4废水生物脱氮新工艺

1.4.1同时硝化反硝化工艺

1.4.2短程硝化-反硝化工艺

1.4.3短程硝化-厌氧氨氧化工艺

第2章试验研究的目的、内容和方法

2.1试验研究的目的和意义

2.1.1试验研究的目的

2.1.2试验研究的意义

2.2试验研究的内容和方法

2.3试验材料和测试项目分析方法

2.3.1试验材料

2.3.2测试项目及分析方法

2.4课题来源

第3章自养短程硝化的实现与影响因素研究

3.1试验装置

3.2接种污泥

3.3试验方案

3.4自养短程硝化反应的结果与讨论

3.4.1自养短程硝化反应的启动

3.4.2溶解氧(DO)浓度对自养短程硝化的影响

3.4.3 pH值对自养短程硝化反应的影响

3.4.4温度对自养短程硝化反应的影响

3.5自养半短程硝化反应的结果与讨论

3.5.1自养半短程硝化反应的启动与负荷提高

3.5.2 HRT对自养半短程硝化反应的影响

3.5.3 pH对自养半短程硝化反应的影响

3.5.4温度对自养半短程硝化反应的影响

3.5.5溶解氧(DO)浓度对自养半短程硝化反应的影响

3.6小结

第4章厌氧氨氧化污泥驯化培养及影响因素研究

4.1研究内容

4.2试验方法

4.3试验装置

4.4厌氧氨氧化菌的培养驯化

4.4.1 ASBR反应器厌氧氨氧化污泥驯化培养

4.4.2 ASBR反应器厌氧氨氧化污泥活性提高阶段

4.5厌氧氨氧化影响因素试验研究

4.5.1 HRT对厌氧氨氧化脱氮效果的影响

4.5.2温度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响

4.5.3 pH对厌氧氨氧化脱氮效果的影响

4.5.4不同基质比对脱氮效果的影响

4.6小结

第5章自养半短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺处理高氨氮废水

5.1试验方法

5.2试验结果与讨论

5.3小结

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文