新型载体生物膜系统构建及同步脱氮效果

摘要

近年来，随着人们生活水平的提高和生活质量的改变，用电和燃气的普及使得农业秸秆作为燃料的利用价值越来越低，农业废弃物大量囤积且大多数被直接就地焚烧处理。不仅会对环境造成破坏，也严重危害了人类的身体健康。因此，农业秸秆的资源化利用成为解决秸秆无组织焚烧和保护环境的有效手段。
　　本文对秸秆的资源化利用提出了新的想法，将秸秆的回收利用与污水处理中常用的生物膜法联系在一起，即以大豆秸秆为填料，构建新型的载体生物膜系统。研究了系统的启动、运行以及系统同步脱氮效率，并探讨了系统脱氮机理。采用人工挂膜的方式，将污泥接种于反应器中，秸秆上的生物膜逐渐变厚，水中的悬浮絮体也明显增多。测定COD的去除率达80％，氨氮的去除率达65%，水中正磷含量下降70%时，认定系统启动成功。
　　系统运行过程中控制温度、pH、水力停留时间、碳氮比、溶解氧等因素，对系统的运行条件进行优化。试验结果表明，系统抗冲击能力较强。改变水温、酸碱度、碳源、HRT、溶解氧浓度等条件对系统降解 COD的效果影响不大；系统中氮去除最优的控制条件为：水温25℃，C/N=20：1，pH=7，DO=5 mg/L，HRT=8h。
　　系统中存在的同步脱氮现象，系统在宏观上存在溶解氧浓度梯度，在生物膜内部也存在氧气的分布差异，这就使得需要不同条件的微生物能够同时在一个反应器中存在，从而促进了同步脱氮现象的发生。通过定量计算得出，系统中同步脱氮率约为80.8%，传统的活性污泥法脱氮率只有50%左右，相比之下，该系统的脱氮效果较好。
　　在反应器长期运行后，秸秆的含水率由10%上升至70%，对应的抗拉强度也有一定提高。说明秸秆材料的性能较稳定，微生物的附着对其影响不大。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 秸秆焚烧所带来的污染

1.2 秸秆利用的研究进展

1.3 生物膜载体材料的研究进展

1.4传统的脱氮工艺

1.5 同步硝化反硝化

1.6 本论文的研究内容

第2章 实验材料及方法

2.1 实验仪器及试剂

2.2 实验装置及实验工艺流程

2.3水样分析方法

2.4本章小结

第3章 新型载体生物膜系统构建

3.1 秸秆的预处理

3.2 活性污泥的培养及驯化

3.3 活性污泥驯化的镜检情况

3.4挂膜实验

3.5 本章小结

第4章 生物反应系统运行优化

4.1不同条件下系统对模拟污水的处理效果

4.2本章小结

第5章 系统中同步脱氮机理分析

5.1 系统中不同空间位置的脱氮效果

5.2系统生物膜中氧气的分布规律

5.3同步脱氮现象的机理分析

5.4 同步脱氮计算

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢