异养硝化菌和好氧反硝化菌富集及脱氮条件研究

摘要

含氮废水是造成水质和水生生态环境污染的来源之一，大量氮素的积累终会造成水体富营养化，严重威胁人类用水安全。因此，废水脱氮已成为现阶段环境保护领域中亟待解决的问题。生物脱氮方法相对于物化脱氮方法具有成本较低，产生二次污染少等优点，成为较受青睐的脱氮方法。尤其是同步硝化反硝化脱氮不仅能够在同一条件、同一反应器中进行脱氮，同时也能够降低完全硝化、反硝化所需时间，但是，进行同步硝化反硝化的异养硝化菌和好氧反硝化菌富集较困难。本文基于同步硝化反硝化的理论基础，以城市污水处理厂中活性污泥为接种源，分别在恒温振荡箱和SBR反应器中进行异养硝化菌和好氧反硝化菌的富集培养，并进行了脱氮条件实验研究。
　　在恒温振荡箱中进行了异养硝化菌的富集培养及对NH4+-N转化条件优化实验，实验结果表明在以柠檬酸钠作为碳源、NH4C1为唯一氮源，污泥浓度为3000mg/L左右，温度为30℃，初始pH为7.3，恒温振荡箱转速为210 r/min的条件下培养20 d左右可以富集得到异养硝化菌。经对NH4+-N转化条件优化实验发现，在恒温振荡箱转速为180-210 r/min，C/N比为9∶1-11∶1，初始污泥浓度为2500-3000mg/L，pH为6.6-8.2，温度为25-38℃的条件下反应8h，异养硝化菌对NH4+-N转化效果最佳;在最佳条件下，COD去除率、NH4+-N转化率和TN去除率分别可达到90％、98％、50％。与进行条件实验前相比，不仅TN去除效果提高了10％，同时反应周期也由24 h缩减到了8h。研究中发现延长反应时间、提高转速、增大污泥浓度都能够提高COD去除率和NH4+-N转化率;而TN去除率受环境因子变化的影响较大。
　　在SBR反应器中进行了好氧反硝化菌的富集及脱氮条件优化实验，实验结果表明在SBR反应器的运行周期为进水0.5 h-曝气20 h-沉淀2h-排水0.5 h-闲置1h，琥珀酸钠为碳源、NaNO3为氮源，曝气时溶解氧浓度为5 mg/L左右，污泥浓度为3000mg/L左右，pH为7.0，培养20 d后，可以富集得到好氧反硝化菌;并且好氧反硝化菌在C/N比为8∶1-10∶1，pH为6.8-7.5，初始污泥浓度为3500-4000mg/L，溶解氧浓度为3-4 mg/L的条件下曝气6h，脱氮效果最佳;此时，COD去除率、 NO3--N去除率和TN去除率分别可达到95％、80％、68％。在去除效果不变的情况下，将曝气时间由原来的20h缩短到6h，溶解氧浓度也由5 mg/L降低到3.5 mg/L。研究中发现延长曝气时间、增大污泥浓度和增加溶解氧浓度能够提高COD去除率;延长曝气时间、增大污泥浓度能够提高NO3--N去除率;而TN去除率受环境因子变化的影响较大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 含氮废水概述

1．2 含氮废水处理技术的研究进展

1．2．1 物化法

1．2．2 生化法

1．3 异养硝化和好氧反硝化脱氮原理及应用

1．3．1 异养硝化原理及在废水处理中应用

1．3．2 好氧反硝化原理及在废水处理中应用

1．4 课题来源

1．5 研究目的和意义

1．6 研究内容和技术路线

1．6．1 主要研究内容

1．6．2 技术路线

第2章 实验材料及方法

2．1 实验装置

2．2 实验材料

2．3 实验过程

2．3．1 进水配制

2．3．2 实验步骤

2．4 分析方法

2．4．1 CODcr的测定

2．4．2 NH4+-N的测定

2．4．3 NO2--N的测定

2．4．4 NO3--N的测定

2．4．5 TN去除率的计算

2．4．6 其它常规指标的测定

第3章 异养硝化菌和好氧反硝化菌的富集研究

3．1 异养硝化菌富集

3．2 好氧反硝化菌富集

3．3 小结

第4章 异养硝化菌的硝化对氨氮转化实验研究

4．1 异养硝化菌处理NH4+-N废水影响因素实验

4．1．1 反应时间的影响

4．1．2 振荡培养转速的影响

4．1．3 C／N的影响

4．1．4 初始污泥浓度(MLSS)的影响

4．1．5 pH的影响

4．1．6 温度的影响

4．1．7 结果稳定性实验

4．2 小结

第5章 好氧反硝化菌反硝化脱氮实验研究

5．1 好氧反硝化菌处理NO3--N废水影响因素实验

5．1．1 曝气时间的影响

5．1．2 C／N比的影响

5．1．3 pH的影响

5．1．4 初始污泥浓度的影响

5．1．5 DO的影响

5．1．6 结果稳定性实验

5．2 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介