好氧硝化颗粒污泥的培养及其耐盐特性研究

摘要

好氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、生物相丰富、抗高有机负荷和有害环境冲击能力强、出水分离过程简单等优点，且反应器结构紧凑，可省去二次沉淀池和回流设备，使得工艺简单、操作灵活、占地面积减小、投资和运行成本降低，已经成为污水处理领域的一个新的研究热点。高盐度废水来源广泛、成分复杂。是较难处理的废水之一，许多研究者采用生物处理工艺进行了含盐废水处理的研究，但普遍存在运行不稳定的问题。本文试图应用好氧颗粒污泥工艺对含盐(NaCl)废水进行处理。 本论文通过逐步提高底物NH4+-N浓度的方法，成功地培养出了硝化菌大量富集、稳定性良好、能同时除碳脱氮的好氧硝化颗粒污泥，对好氧颗粒污泥形成过程中颗粒的物理性状和污染物去除效能等方面进行考察。试验中采用逐步增加污水中盐度的方法，在含盐环境中对好氧硝化颗粒污泥进行长期驯化，并对成熟的好氧颗粒污泥在不同盐度下的物理性状、结构的稳定性和硝化反硝化性能等各项指标进行了对比研究。最后，研究了好氧硝化颗粒污泥处理高氨氮催化剂废水的可行性，本文主要得到以下结论： (1)成功的培养出性能良好的好氧硝化颗粒污泥，反应器运行稳定后，颗粒污泥的SVI在20mL/g以下，颗粒平均粒径达到0.92mm，COD去除率比较稳定，基本在80％～90％之间，反应器出水COD基本都在100mg/L以下。NH4+-N去除率达到98％以上。 (2)通过驯化，好氧颗粒污泥中的微生物在较高的含盐量下(30g/L)仍能保持较高的微生物活性，并维持较长时期的稳定性状态。硝化菌经过长期驯化后，可以适应高盐环境，并且驯化后的耐盐硝化菌能快速地将氨氮氧化，反应器除污效果良好，COD去除率可达到80％以上，NH4+-N去除率达到98％以上。污泥在含盐环境中经过驯化后，能够稳定地进行反硝化反应，但由于曝气阶段不控制溶解氧浓度，TN去除率不到20％。提高含盐量有助于提高好氧颗粒污泥的沉降性能和密实性，反应运行期间，颗粒污泥的SVI在20mL/g以下。 (3)好氧硝化颗粒污泥适合处理高氨氮催化剂废水，而且具有很好的抗冲击负荷能力。在循环时间为6h，NH4+-N浓度为600mg/L时，NH4+-N去除率达到98％以上。在模拟废水盐度为15g/L，COD和NH4+-N浓度分别在100～400mg/L和300～600mg/L之间波动时，COD去除率在70％～90％之间，出水COD浓度基本在60mg/L以下，NH4+-N去除率始终在98％以上，出水NH4+-N浓度在15mg/L以下，出水水质达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》一级标准要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 文献综述

1.1 含盐废水的来源以及生物处理现状

1.1.1 含盐废水的定义及来源

1.1.2微生物技术在含盐废水处理中的应用

1.2好氧颗粒污泥研究进展

1.3好氧颗粒污泥特性

1.3.1好氧颗粒污泥的物理性质

1.3.2好氧颗粒污泥的形成机理

1.3.3好氧颗粒污泥SND特性

1.3.4 SND的影响因素

1.4好氧颗粒污泥的影响因素

1.4.1水力剪切力

1.4.2沉降时间

1.4.3底物种类

1.4.4接种污泥

1.4.5水力停留时间

1.4.6进水方式

1.4.7底物负荷率

1.4.8溶解氧

1.4.9胞外聚合物

1.4.10污泥表面疏水性

1.5好氧颗粒污泥的应用

1.5.1处理有机废水

1.5.2处理高氨氮废水

1.5.3处理含磷废水

1.5.4吸附重金属

1.5.5处理有毒废水

1.6本课题的主要研究内容

1.6.1研究的目的和意义

1.6.2主要研究内容

2试验装置和分析方法

2.1 试验装置

2.2分析方法

2.2.1常规分析项目

2.2.2污泥形态的观察

2.2.3污泥粒径的测量

2.2.4沉降速率的测定

2.2.5颗粒污泥颗粒强度的测定

2.2.6 比耗氧速率的测定

3 通过逐步提高N/COD培养硝化颗粒污泥及其特性研究

3.1 引言

3.2材料与方法

3.2.1接种污泥和进水组成

3.2.2反应器操作参数

3.2.3颗粒培养方法

3.3结果与讨论

3.3.1污泥形态变化

3.3.2好氧颗粒污泥浓度与污泥容积指数

3.3.3好氧颗粒污泥粒径与沉降速率

3.3.4好氧颗粒污泥的硝化反硝化性能

3.3.5好氧颗粒污泥盐度冲击实验

3.3.6好氧颗粒污泥形成过程中菌群活性

3.4本章小结

4硝化颗粒污泥盐度驯化过程中理化性质的变化

4.1 引言

4.2材料与方法

4.2.1试验污泥和进水组成

4.2.2反应器操作参数

4.3结果与讨论

4.3.1 盐度驯化过程中微生物活性变化

4.3.2从SEM图像观察含盐量对颗粒结构的影响

4.3.3盐度驯化过程中污泥浓度、污泥粒径和沉降速率的变化

4.3.4盐度驯化过程中颗粒强度的变化

4.3.5盐度驯化过程中硝化反硝化性能的变化

4.4本章小结

5好氧硝化颗粒污泥处理模拟催化剂废水

5.1 引言

5.2材料与方法

5.2.1试验污泥和进水组成

5.2.2反应器操作参数

5.3结果与讨论

5.3.1好氧颗粒污泥对有机物的降解

5.3.2好氧颗粒污泥硝化反硝化能力

5.3.3好氧颗粒污泥的污泥浓度及沉降性能

5.3.4颗粒扫描电镜观察

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢