厌氧酸化——PSB两级流化床处理高浓度有机废水

摘要

本研究以万寿菊发酵废水为研究对象，进行了光合细菌法处理氨氮含量高的高浓度有机废水的研究。采用的光合细菌工艺包括两个阶段，即可溶化预处理段、光合细菌处理段。研究内容包括：可溶化段及光合细菌段工艺参数的确定；光合细菌法处理系统中氮转化的途径和去除的机理；光合细菌段生物相研究。 可溶化预处理段试验结果表明，可溶化段最佳工艺参数为：进水pH值为6.0，水力停留时间12h，容积负荷为120kg COD/m3·d。在该工艺条件下，当絮凝预处理后进水COD和BOD5的浓度分别为60000mg/L和31200mg/L时，对应的去除率分别为21.02％和18.61％，出水中TVFA(总挥发性有机酸)的含量也达最高，其值为32423mg/L，出水BOD5/COD值为0.56，TVFA/COD值为0.714，有利于后续光合细菌段的处理。 光合细菌反应段分2级，称PSB1和PSB2，两级分别投加不同的填料，PSB1内投加的轻质多孔炭渣具有较高的孔隙率和比表面积为光合细菌提供良好的附着空间，其质轻方便在曝气气流作用下形成流化状态；PSB2内的活性碳在提供光合细菌附着空间的同时，对光合细菌释放出水溶性的红色色素具有良好的吸附作用，从而使得系统对光合细菌所产生的色素引起的水体浊度具有62.7％的去除率。 光合细菌段试验结果表明，光合细菌段最佳工艺参数为：PSB1黑暗条件下微好氧曝气，DO控制在0.5～1.3mg/L，白天光照机械搅拌，厌氧；PSB2，白天光照,DO白天为2～2.5mg/L，夜间4.3～5.3mg/L，两段HRT(水力停留时间)均为24h，容积负荷PSB1为10kgCOD/(m3·d)、PSB2为3 kgCOD/(m3·d)，工艺运行稳定后，每隔三个周期定量投加新鲜光合细菌(以保持光合细菌为优势菌)，光合细菌投加量与进水量比为1：5(经济性)，此时出水中COD的含量为327 mg/L，对应的去除率达97.2％，NH3-N及TN去除率分别是97.6％、71.3％。说明在适宜的工艺条件下，光合细菌具有耐受高浓度的氨氮并具有高效去除有机污染物的能力。 生物相观察结果表明，反应器中光合细菌的优势度较高，且存在着不同种属的混合菌株，为光合细菌段实现脱氮作用提供了的生物学依据。 本研究关于可溶化段及光合细菌段工艺参数的控制和选择及其氮转化和去除机理等方面的研究成果，对光合细菌法用于难处理的高浓度有机废水的大规模工业化应用提供理论依据。(固液分离)

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1光合细菌的分类及其主要生理生态特征

1.1.1光合细菌的分类

1.1.2光合细菌的生理生态特征

1.1.3光合细菌对碳源的利用和代谢

1.1.4光合细菌对含硫化合物的代谢

1.1.5光合细菌的氮代谢

1.1.6光合细菌对其它物质的代谢

1.1.7光合细菌的色素系统

1.1.8本节小结

1.2利用光合细菌处理高浓度有机废水的原理

1.3光合细菌法处理高浓度有机废水的工艺流程

1.3.1可溶段微生物代谢

1.3.2光合细菌段微生物代谢

1.3.3后续处理工艺

1.4光合细菌法处理高浓度有机废水研究进展

1.4.1光合细菌法处理高浓度有机废水的研究内容

1.4.2光合细菌菌种的选择

1.4.3光合细菌法处理其它高浓度有机废水的研究进展

1.5光合细菌法处理有机废水的特点

1.6 PSB法处理高浓度有机废水有待深入研究的问题

第二章论文选题及研究目的、内容和方法

2.1本课题的立论依据

2.1.1万寿菊发酵废水的处理方法

2.2技术路线分析

2.2.1可行性分析

2.2.2本项目的创新之处

2.3研究目的

2.3.1课题研究目标、研究内容

2.3.2拟解决的关键性问题

2.4材料与方法

2.4.1填料炉渣的物化性能

2.4.2试验用水及性质

2.4.3光合细菌(PSB)菌种来源

2.4.4主要的仪器及设备

2.4.5工艺运行参数

2.4.6分析项目与方法

第三章光合细菌培养与生长规律的研究

3.1光合细菌培养和富集分离的研究

3.1.1培养基及培养条件

3.2光合细菌形态结构的观察

3.2.1光合细菌生长曲线的绘制

3.3光合细菌生长影响因素的几点研究

3.3.1温度、光照、pH值对光合细菌生长的影响

3.3.2盐度对光合细菌生长的影响

3.4本章小结

第四章万寿菊发酵废水可溶化段研究

4.1可溶化段试验研究目的与试验设计

4.1.1试验研究目的

4.1.2试验材料与方法

4.2试验结果与讨论

4.2.1进水pH值对可溶化处理效果的影响

4.2.2 HRT对酸化段可溶化效果的影响

4.2.3进水COD浓度与酸化效果的关系

4.2.4 COD容积负荷与氮降解转化规律的关系

4.3本章小结

第五章万寿菊发酵废水光合细菌处理段研究

5.1光合细菌段试验研究目的与试验设计

5.1.1试验研究目的

5.1.2试验材料及方法

5.2结果与讨论

5.2.1不同光照、DO条件下PSB对万寿菊发酵废水的处理能力

5.2.2生物膜的生物学特性

5.2.3光合细菌投加量对出水效果的影响

5.2.4酸化预处理工序对COD去除效果的影响

5.2.5 PSB二级流化床中COD及浊度的去除效果

5.2.6 PSB二级流化床系统中氮去除的效果

5.2.7进水COD浓度对光合细菌降解有机物的影响

5.3本章小结

结论

1结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录