低温条件下硝化污泥的驯化及其固定化

摘要

温度是影响微生物硝化作用的重要环境因子，常温20～30℃下生活污水经市政污水厂处理后，氨氮去除率可达80％～90％。然而，入冬季后，气温急剧下降，曝气池中很难保持较高的水温，一般污水厂会用蒸汽加热的方法来提高污水的温度，但是这样会大大增加污水厂的运营成本，长期使用经济上不合理。据了解，山西中部地区大部分污水厂冬季污水温度基本维持在13～14℃，而有关研究发现，当温度低于15℃时，硝化速率急剧降低，氨氮去除效果较差。对于冬季硝化效果不佳或是刚刚启动的污水厂，如能向生化池中接种耐低温高效硝化菌可有效的缓解这一问题。为获得耐低温硝化菌，实验中首先以常温下曝气池中的活性污泥为载体，分三个温度阶段25℃，16～17℃和13～14℃对硝化细菌进行驯化，研究了低温硝化的可行性及污泥驯化的适宜条件，然后采用多种包埋固定化方法将驯化成熟的耐低温硝化菌制成固定化小球，选择出最优的固定化方法，最后将制成的固定化小球投入SBR反应器中，研究了固定化小球在低温13～14℃下对SBR工艺氨氮去除的强化效果。实验结果表明:
　　 1、通过两个月的驯化，活性污泥在低温13～14℃下，最终氨氮去除率能到达89％。污泥驯化的适宜条件是进水氨氮浓度为300mg/L，DO浓度2～3mg/L，pH值为6.7～7.2，混合液COD浓度为80mg/L。
　　 2、运用海藻酸钠添加活性炭、海藻酸钠添加PVA及海藻酸钠添加硅藻精土三种包埋固定化方法固定耐低温硝化污泥，并对比各自的氨氮去除特性，发现海藻酸钠添加硅藻精土法制成的固定化小球在低温13～14℃下对氨氮去除效果最佳，且通过对比实验发现硝化污泥经固定后，氨氮去除率较悬浮污泥高出10％左右。
　　 3、在低温13～14℃下，运用固定化小球处理实际生活污水，当固定化小球投入不含活性污泥的SBR反应器时，氨氮去除率能达到80％以上;当固定化小球投入含活性污泥的SBR反应器时，能取得较好的强化效果，随着小球投加量的增加氨氮去除率能提高12％～20％

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 氨氮的来源

1．3 氨氮的危害性

1．4 氨氮的去除方法

1．5 硝化作用

1．5．1 定义

1．5．2 硝化过程

1．5．3 硝化作用的影响因素

1．6 固定化技术介绍

1．6．1 固定化技术的定义

1．6．2 固定化技术的分类

1．6．3 固定化技术的特征

1．6．4 固定化技术在废水处理中的应用

1．7 低温硝化的可行性

1．7．1 低温对硝化作用的影响

1．7．2 低温硝化的强化措施探讨

1．7．3 接种耐低温硝化菌的可行性

1．7．4 固定化技术在低温硝化的应用

1．8 课题研究的目的及内容

1．8．1 课题研究的目的及意义

1．8．2 课题研究的内容

第二章 活性污泥的驯化

2．1 实验装置

2．2 分析项目与方法

2．3 常温下系统的启动

2．3．1 培菌方法及步骤

2．3．2 培菌条件的控制

2．3．3 氨氮去除效果

2．3．4 小结

2．4 污泥驯化

2．4．1 驯化的目标

2．4．2 驯化条件的控制

2．4．3 驯化方法

2．5 运行条件的优化控制

2．5．1 DO对氨氮去除效果的影响

2．5．2 pH值对氨氮去除效果的影响

2．5．3 COD浓度对氨氮去除效果的影响

2．5．4 进水氨氮浓度对氨氮去除效果的影响

2．5．5 所选运行工况下氨氮的去除效果

2．5．6 小结

第三章 活性污泥的固定

3．1 固定化方法的研究

3．1．1 固定化污泥

3．1．2 固定化方法

3．2 固定化方法的选择

3．2．1 固定化小球的活性恢复性实验

3．2．2 固定化小球对较高氨氮浓度的去除效果探究

3．3 固定化小球理化因子研究

3．3．1 包菌量对固定化小球氨氮去除效果影响

3．3．2 供气状况对固定化小球的氨氮去除效果影响

3．3．3 COD浓度对固定化小球的影响

3．3．4 固定化小球大小对氨氮去除特性

3．3．5 小结

3．4 固定化小球与悬浮污泥对氨氮去除效果研究

第四章 固定化小球在SBR工艺中的运用

4．1 实验材料和方法

4．1．1 固定化方法

4．1．2 实验废水及用泥

4．1．3 实验装置及运行方式

4．2 固定化小球对SBR工艺的氨氮去除特性

4．2．1 常温下氨氮去除效果

4．2．2 低温下氨氮去除效果

4．2．3 低温下COD、TN的去除效果

4．3 SBR处理效果影响因素分析

4．3．1 进水氨氮浓度对氨氮去除效果的影响

4．3．2 小球加入量对氨氮去除效果的影响

4．3．3 小球投加时间点对氨氮去除效果的影响

4．3．4 运行周期对SBR工艺氨氮去除特性

4．3．5 搅拌速率对氦氮去除效果的影响

4．3．6 小结

4．4 固定化小球单独使用时对氨氦的去除效果

4．4．1 不同氨氨浓度下固定化小球的降解效果

4．4．2 实际生活污水氨氮的降解效果

4．4．3 SBR反应器中小球的形态分析

4．4．4 小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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