FMBR处理养殖废水中的同步硝化反硝化过程研究

摘要

随着养殖产业的规模化、集中化发展，养殖产业产生的粪便和污水以其大水量、高污染物浓度等特点成为环境污染的重要关注点之一。规模化养殖已成为了农村面源污染的主要来源。而FMBR作为一种新型技术，具有工艺简单、同步脱氮、有机污泥近零排放、节能高效、出水可回用等优点，同时结合远程监控新模式正在污水处理技术中显现成效。FMBR技术应用于畜禽养殖废水的实例也越来越多。
　　本文研究FMBR技术处理简单预处理后的高浓度畜禽养殖废水工程。通过对工程现场进行启动调试探讨 FMBR工艺实现同步硝化反硝化的条件，并进一步研究SND过程的影响因素。利用中试实验对FMBR反应器内SND过程建立动力学模型。并对SND过程N2O释放的机理进行了初步分析。取得的主要研究结论如下：
　　（1）FMBR工艺对畜禽养殖废水具有很好的处理效果，形成的高浓度污泥能适应高浓度废水并对COD有稳定良好的处理效果。但在处理高浓度氨氮、总氮和总磷方面有所欠缺，处理效果受温度影响，启动初期受低温影响相应微生物生长缓慢，处理效果差。
　　（2）控制溶解氧浓度在在0.3mg/L到1.0mg/L范围内时FMBR工艺成功实现SND工艺脱氮，SND过程中COD去除率基本保持不变略有下降，可达到93％左右，NH4+—N的去除率在75%左右，同时 NO2-—N没有明显积累接近于零， NO3-—N浓度明显降低，从32.45mg/L下降到1.28mg/L左右。TN的去除率也随之升高，去除率可达到78%左右。HRT控制在14h左右能在保证处理效果的前提下保证工艺的经济性。
　　（3）在硝化反应与反硝化反应动力学方程基础上，依照物料平衡方程对FMBR反应器内SND过程进行了动力学推导。经过实验数据分析，求出了SND动力学模型的参数推导求得动力学模型常数 C1值为-1.58，C2值为-0.84，KM值为0.42，建立动力学方程。
　　（4）FMBR工艺SND过程中N2O释放来自不同微生物的生化反应，多种酶的复杂作用产生N2O释放，纯化学反应产生的N2O量可忽略。N2O释放的主要来源是氨氧化细菌反硝化过程，该过程以亚硝酸盐为底物，不完全反硝化形成中间产物 N2O释放，因此亚硝酸盐生成速度成为 N2O释放的重要控制因素。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 FMBR工艺

1.3 污水生物脱氮理论

1.4 同步硝化反硝化脱氮理论及研究现状

1.5 研究目的和意义

1.6 研究内容和技术路线

第二章 实验材料与方法

2.1 实验装置

2.2 实验进水水质

2.3 实验主要药剂

2.4 检测方法

2.5 实验时间及场所

第三章 FMBR反应器的启动

3.1 启动目的

3.2 启动准备

3.3 启动方法

3.4 启动效果分析

3.5 本章小结

第四章 FMBR中SND的研究

4.1 FMBR中同步硝化反硝化污泥的驯化

4.2 水力停留时间对SND的影响

4.3 本章小结

第五章 FMBR中SND动力学推导

5.1 模型推导假设条件

5.2 硝化反应动力学推导

5.3 反硝化反应动力学推导

5.4 物料平衡方程

5.5 动力学常数求解

5.6 本章小结

第六章 SND过程N2O产生的微生物过程

6.1 化学抑制原理

6.2 抑制实验设计

6.3 实验结果及分析

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献