好氧颗粒污泥的培养及其对合成氨工业废水处理的研究

摘要

本文研究了好氧颗粒污泥的培养以及碱度、曝气量、pH、C/N等运行参数对好氧颗粒污泥的影响，最后探讨了好氧颗粒污泥处理实际合成氨工业废水的效果。研究结果表明:
　　将普通絮状活性污泥接种到SBR反应器中，保持COD为300mg/L，将进水氨氮浓度从50mg/L逐渐提高至500mg/L，沉淀时间从40min逐渐缩短至2min，并控制曝气量为200L/h，pH值为8.0，温度为30℃，在第60天成功培养出了粒径为1.0～2.0mm左右，SVI为20.1mL/g，比重为1.0447g/cm3，含水率为94.50％的好氧颗粒污泥。当模拟合成氨工业废水的氨氮浓度为500mg/L，C/N为3∶5时，好氧颗粒污泥对氨氮和COD的去除率分别达到90％和99％，亚硝酸盐积累率达到92％。
　　以培养成熟的好氧颗粒污泥为接种污泥，在碱度为2750～3000mgCaCO3/L时，好氧颗粒污泥的短程硝化效果以及稳定性均达到最优;在曝气量为140L/h，氨氮去除率和亚硝酸盐积累率均达到93％，好氧颗粒污泥的沉速、完整系数分别达到42～44m/h和97％左右;在pH为8.0～8.5时，好氧颗粒污泥既能将氨氮完全去除又能减少亚硝态氮向硝态氮的转化，但好氧颗粒污泥的沉速和完整系数会随pH的升高而降低;在C/N为0.3～0.6时，好氧颗粒污泥的短程硝化效果以及稳定性均达到最优。
　　在最佳运行参数下，经过23天的稳定性试验，好氧颗粒污泥对模拟合成氨工业废水中氨氮和COD的去除率分别稳定在95％和99％以上，亚硝酸盐积累率稳定在85％以上。
　　最后，利用好氧颗粒污泥处理实际的合成氨工业废水，好氧颗粒污泥经过29天的驯化，逐步适应了合成氨工业废水，最终对合成氨工业废水中氨氮和COD的去除率达到99％以上，低于《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458-2013)中氨氮和COD最严格的排放标准，亚硝酸盐积累率也达到87％以上。在驯化期间，粒径大于1mm的好氧颗粒污泥始终占到50％以上，好氧颗粒污泥的MLSS保持在6200mg/L以上，SVI保持在31mL/g以下，完整系数保持在94％以上。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 我国合成氨工业概况

1．3 合成氨生产的典型流程

1．4 合成氨工业废水的来源及特点

1．5 合成氨工业废水的处理现状

1．6 合成氨工业废水脱氮技术

1．6．1 物化脱氮技术

1．6．2 传统生物脱氮技术

1．6．3 短程硝化反硝化脱氮技术

1．7 好氧颗粒污泥技术

1．7．1 好氧颗粒污泥技术

1．7．2 好氧颗粒污泥的特性

1．7．3 影响好氧颗粒污泥形成的主要因素

1．7．4 好氧颗粒污泥脱氮原理

1．7．5 好氧颗粒污泥在脱氮方面的应用

1．8 本论文研究的目的、内容和意义

1．8．1 研究目的

1．8．2 研究内容

1．8．3 研究意义

2 实验设计

2．1 实验设计方案

2．2 实验装置

2．3 实验仪器

2．4 实验分析项目和方法

2．4．1 水质分析方法

2．4．2 污泥性质分析方法

3 SBR系统中好氧颗粒污泥的培养及其特性研究

3．1 接种污泥及实验材料

3．2 实验方案

3．3 废水水质

3．4 培养过程中好氧颗粒污泥形态结构的变化

3．5 成熟好氧颗粒污泥的微观结构

3．6 培养过程中好氧颗粒污泥物理性质的变化

3．6．1 好氧颗粒污泥粒径分布的变化

3．6．2 污泥比重和含水率的变化

3．6．3 污泥浓度和沉降性能的变化

3．6．4 污泥胞外聚合物的变化

3．7 培养过程中好氧颗粒污泥硝化性能的变化

3．8 培养过程中微生物比耗氧速率的变化

3．9 本章小结

4 运行参数对好氧颗粒污泥的影响

4．1 接种污泥和实验材料

4．2 实验方案

4．3 废水水质

4．4 碱度对好氧颗粒污泥的影响

4．4．1 碱度对好氧颗粒污泥硝化性能的影响

4．4．2 碱度对好氧颗粒污泥物理性质和稳定性的影响

4．5 曝气量对好氧颗粒污泥的影响

4．5．1 曝气量对好氧颗粒污泥硝化性能的影响

4．5．2 曝气量对好氧颗粒污泥物理性质和稳定性的影响

4．6 pH对好氧颗粒污泥的影响

4．6．1 pH对好氧颗粒污泥硝化性能的影响

4．6．2 pH对好氧颗粒污泥物理性质和稳定性的影响

4．7 C／N对好氧颗粒污泥的影响

4．7．1 C／N对好氧颗粒污泥硝化性能的影响

4．7．2 C／N对好氧颗粒污泥物理性质和稳定性的影响

4．8 最佳运行参数下的稳定性实验

4．9 本章小结

5 好氧颗粒污泥处理合成氨工业废水的研究

5．1 接种污泥和实验材料

5．2 实验方案

5．3 废水水质

5．4 好氧颗粒污泥对合成氨工业废水的处理研究

5．4．1 驯化过程中好氧颗粒污泥对合成氨工业废水的处理效果

5．4．2 驯化过程中氨氮、亚硝态氨和硝态氮随时间的变化

5．5 好氧颗粒污泥处理合成氨工业废水时物理性质的变化

5．5．1 好氧颗粒污泥物理性质的变化

5．5．2 好氧颗粒污泥粒径分布的变化

5．6 本章小结

6 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

致谢

参考文献

附录