SBR中培养好氧颗粒污泥降解硝基苯及反应器运行工艺研究

摘要

硝基苯(Nitrobenzene，NB)是被广泛应用于化工原料的基础性中间物质，主要用于农药、染料、医药及炸药等行业，这些行业的生产废水中含有大量硝基苯、苯胺等有机污染物。硝基苯是一类高毒性物质且具有弱致突变性。长期接触，对人体及其他动物、植物危害极大。美国环保局已将其列入优先控制的污染物名单中。因此，寻找一种有效的方法治理硝基苯类污染迫在眉睫。
　　本论文以序批式好氧生物反应器(Sequencing Batch Reactor, SBR)为平台，以硝基苯为模式有机物，开展了降解NB好氧污泥颗粒化及特性的研究，取得如下研究结果:
　　1、通过梯度增强SBR反应器生物选择压（逐步增加目标污染物负荷、缩短污泥沉降时间），在以NB为唯一碳能源、负荷1.4 kg·m-3·d-1、曝气速度0.3 m3·h-1、污泥沉降时间5～10 min、HRT17.2 h条件下好氧污泥发生颗粒化现象，成熟颗粒粒径主要分布于0.25～0.75 mm，比NB降解速率可达0.52 g·gVSS1·d-1。好氧颗粒污泥沉降性优异，生物量明显大于普通污泥。颗粒内微生物群落丰富，生物活性也优于普通污泥。
　　2、应用驯化得到的颗粒污泥，研究不同条件对反应器体系降解速率的影响。控制其他变量不变，改变单一变量，稳定两个周期。自加入模拟废水后间隔取样并检测分析数据。结果表明不同进水浓度对体系的COD和NB降解速率影响不大（最大负荷之内），约0.5 g·gVSS-1·d-1，但完全降解所需的时间相对延长。最适pH为7，升高或降低pH都会使降解速率降低。降解速率随曝气量的增加而提高(最大曝气量0.4m3·h-1)。污泥浓度越大NB降解速率越快，但影响并不明显。外加碳源对NB的降解速率没有影响。
　　3、在对反应器降解特性进行相关研究之后控制反应器在最优条件下连续运行5个周期，并测定相关的水污染监测指标（总N、NH3-N、总P、pH、DO、COD等）。对总N的数据的分析发现沉降静置时N浓度下降，此后设置实验延长静置时间监测N指标。之后做了反应器低温下实验(8℃)与常温相比降解完全时间延后了约4个小时。由于NB是一种碳氮比较低的物质而反应器以NB为唯一C源、N源，反应器中N还有积累的作用使得污泥体系长期处于低碳氮比下运行，其对一些低碳氮比的废水如畜禽粪便压滤液也有很好的处理效果。
　　本论文的研究结果对于SBR中颗粒污泥的驯化、低碳氮比废水的处理具有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 在SBR中好氧颗粒污泥降解硝基苯的研究进展(代文献综述)

1 硝基苯污染现状及其主要处理工艺

1．1 NB污染现状

1．2 含NB废水处理工艺与技术

1．3 硝基苯微生物降解机理

2 好氧污泥颗粒化研究进展

2．1 好氧颗粒污泥的特征

2．2 好氧颗粒污泥形成的影响因素及机理探讨

2．3 好氧污泥颖粒化应用领域

3 本课题的研究目的与意义

4 主要研究内容和技术路线

4．1 主要研究内容

4．2 技术路线图

参考文献

第二章 降解硝基苯好氧颗粒污泥的形成及其性质研究

1 材料与方法

1．1 降解硝基苯序批式活性污泥反应器启动与运行

1．2 接种污泥

1．3 反应器进水基质

1．4 反应器运行参数

1．5 分析测定方法

2 结果与讨论

2．1 降解硝基苯好氧污泥的颗粒化

2．2 好氧颗粒污泥的性质

3 小结

参考文献

第三章 不同条件对反应器体系降解硝基苯能力的影响

1 材料与方法

1．1 反应器体系

1．2 曝气量对反应器体系降解NB及COD去除的影响及DO变化试验

1．3 进水负荷对反应器体系降解NB及COD去除影响试验

1．4 pH对反应器体系降解NB及COD去除的影响及pH变化试验

1．5 污泥浓度对反应器体系降解NB及COD去除影响试验

1．6 营养液中不同共基质对反应器体系降解NB及COD去除影响试验

1．7 分析测定方法

2 结果与讨论

2．1 进水基质负荷对反应器运行性能的影响

2．2 曝气量对反应器运行性能的影响及反应器运行中DO值的变化

2．3 pH对反应器运行性能的影响及反应器运行中pH值的变化

2．4 污泥浓度对反应器运行性能的影响

2．5 营养液共基质对反应器运行性能的影响

3 小结

参考文献

第四章 反应器体系运行工艺的研究

1 材料与方法

1．1 反应器稳定运行后最适条件下NB降解特性试验

1．2 反应器稳定运行水常规指标检测试验

1．3 低温试验

1．4 反硝化试验

1．5 分析测定方法

2 结果与讨论

2．1 最适条件下稳定运行基质的降解特性

2．2 最适条件下水常规指标的监测

2．3 低温下(8℃)反应器运行效果

2．4 反应器静置阶段反硝化效果

3 小结

参考文献

全文总结

致谢