污水反硝化中颗粒有机物的水解及对脱氮效率的影响

摘要

针对污水生物脱氮碳源缺乏的问题，将污水自身颗粒有机物作为电子供体的利用逐渐得到重视。本文基于反硝化反应的基本原理，研究了颗粒有机碳源在反硝化反应过程中的水解变化过程，分析了颗粒有机碳源对硝酸盐氮脱除过程的影响，探讨了颗粒有机碳源在反硝化过程中的最佳反应比例，为颗粒有机碳源的合理利用提供了一定的理论基础。
　　研究结果表明:
　　(1)在颗粒有机物参与的反硝化过程中，颗粒有机物对溶解性有机物的贡献程度受硝酸盐氮初始浓度的影响，硝酸盐氮浓度是溶解性有机物浓度变化速率波动的主要原因。相较于不含颗粒有机物的反应过程而言，当碳氮比分别为10.84、6.21时，溶解性有机物浓度变化速率依次降低了55.88％、31.75％;当碳氮比为3.32时，溶解性有机物浓度变化速率升高了59.38％。
　　(2)在颗粒有机物参与的反硝化过程中，系统中溶解性有机物浓度变化趋势在不同碳氮比条件和反应比例条件下表现一致，均呈现波浪形，即反应初期浓度大幅下降，随着颗粒有机物的水解，溶解性有机物浓度上升，之后保持平稳或者呈小幅下降趋势。但颗粒有机物作为唯一碳源进行的反硝化反应系统中，水中溶解性有机物浓度变化的总体趋势是逐渐升高的。
　　(3)城市生活污水中的颗粒有机物通过水力条件和微生物水解作用对反硝化反应中的硝酸盐氮脱除过程有很大影响。当碳氮比分别为10.84、6.21、3.32时，硝酸盐氮还原率增长百分比为65.02％、60.94％、73.60％，脱氮速率平均增加1.5倍以上。
　　(4)颗粒有机物作为唯一碳源参与反硝化过程，微生物可以利用其水解的溶解性有机物，反硝化反应可以顺利进行，硝酸盐氮脱除效果较为明显。在碳氮比分别为11.20、6.63、3.21的三种反应条件下，脱氮率分别为66.64％、31.03％、21.32％。但脱氮率达到平稳变化状态需要较长的反应时间，且会出现亚硝酸盐氮累积现象，累积率分别为18.08％、13.59％、8.80％。
　　(5)在不同碳氮比和反应比例的条件下，颗粒有机物对溶解性有机物的贡献率是有明显区别的。碳氮比为10时的颗粒有机物最佳投加比例为90％，碳氮比为6时的颗粒有机物最佳投加比例为50％，碳氮比为3时的颗粒有机物最佳投加比例为50％。

目录

摘要

1 绪论

1．1 综述

1．1．1 生活污水中有机物的形式与去除

1．1．2 不同碳源对反硝化过程的供碳特性

1．1．3 颗粒有机物的研究现状

1．2 课题的提出

1．3 研究目的和内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

2 反硝化过程中颗粒有机物的水解变化研究

2．1 材料与方法

2．1．1 试验装置

2．1．2 试验用水与污泥

2．1．3 试验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 城市生活污水中自身颗粒有机碳源贡献情况分析

2．2．2 颗粒有机物作为唯一碳源在反硝化过程中对溶解性有机物的贡献研究

2．2．3 颗粒有机物在不同碳氮比反应条件下的水解情况分析

2．3 本章小结

3 颗粒有机物对硝酸盐氮脱除过程的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验装置

3．1．2 试验用水与污泥

3．1．3 试验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 颗粒有机物在反应体系中吸附状态分析

3．2．2 颗粒有机物作为微生物载体对脱氮效率的影响分析

3．2．3 颗粒有机物参与的反应中不同碳氮比对脱氮效率的影响分析

3．3 本章小结

4 反硝化中颗粒有机物最佳投加量的探讨

4．1 材料与方法

4．1．1 试验装置

4．1．2 试验用水与污泥

4．1．3 试验方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 颗粒有机物投加量变化对系统有机物变化及脱氮效率的影响分析

4．2．2 反硝化过程中颗粒有机物最佳投加量的探讨

4．2．3 反硝化过程中投加颗粒有机物的不利影响分析

4．3 本章小结

5 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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