亚硝化—厌氧氨氧化联合工艺处理高氮低碳废水试验研究

摘要

高氮低碳氮废水实现高效、低耗处理一直是污水处理领域的难题，水环境中大量氮元素的积累导致了水环境质量的严重恶化。而对于传统的脱氮工艺来说，当C/N<2.5时，如果没有外加有机碳源，反硝化就无法顺利进行，因此无法满足高氮低碳废水的脱氮要求。 本课题立足于国内外处理高氮低碳废水相关工艺的最新科研成果，以亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺实现高氮低碳废水的处理。以普通好氧活性污泥作为亚硝化接种污泥，以厌氧消化污泥作为厌氧氨氧化启动的接种污泥，在SBR反应器中研究了不同反应参数条件下匹配厌氧氨氧化的亚硝化的启动及优化；以UASB反应器启动了厌氧氨氧化工艺，并最终联合亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺实现高氮低碳废水的处理。 试验结果表明：亚硝化反应器在温度为26±1℃、DO为0.4～1.0mg/L、pH为7.5～8.5之间和COD约150 mg/L，NO2--N能够较好的积累，但在运行过程中发现有20％～30％的TN损失，本文基于试验数据推导亚硝化有效积累的数学模型为：出水NH4+-N浓度：Se=(2.66S0-7633.15)+√(2.66S0-7633.15)2+45592.55S0/7，NO2--N生成速率：v=Q(0.76S0-Se)/1.13t：与之匹配的厌氧氨氧化反应器在温度为35±1℃、pH为7.5～8.5之间、无需投加碳源的条件下可以成功启动，同时，大约有80％以上的NH4+-N和NO2--N转化为N2；联合工艺亚硝化-厌氧氨氧化运行20天的结果显示，厌氧氨氧化反应器可以很好的适应亚硝化的出水，处理后出水TN的去除率平均为70.8％。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1选题背景及研究意义

1.1.1含氮废水的来源及危害

1.1.2氮在水体中的形态及特征

1.1.3传统脱氮工艺存在的问题

1.2国内外研究现状

1.2.1物化法

1.2.2生物法

1.3课题的提出

1.4论文工作思路

第二章新型生物脱氮新技术

2.1概述

2.2废水脱氮理论新认识

2.3废水新型的生物脱氮工艺介绍

2.2.1短程硝化-反硝化工艺

2.2.2厌氧氨氧化工艺

2.2.3同步硝化-反硝化工艺(SND)

2.2.4电极生物膜反硝化技术

2.2.5 EM脱氮技术

2.2.6固定化生物技术

第三章亚硝酸型硝化影响因素试验研究

3.1亚硝化作用机理

3.2反应器的启动

3.2.1 SBR反应器工艺特点介绍

3.2.2种泥来源及废水性质

3.2.3反应器运行条件

3.2.4 SBR反应器的启动

3.3实验运行结果及讨论

3.3.1溶解氧(DO)对NO2--N积累的影响

3.3.2温度对NO2--N积累的影响

3.3.3 COD对NO2--N积累的影响

3.3.4 PH对NO2--N积累的影响

3.3.5 FA对NO2--N积累的影响

3.3.6运行过程中总氮的损失现象

3.3.7 MLSS的变化

3.3.8运行过程中生物相的变化

3.4 SBR反应器动力学模型

3.5本章小结

第四章厌氧氨氧化影响因素试验研究

4.1概述

4.2 UASB反应器的启动

4.2.1种泥来源及废水性质

4.2.2试验器材

4.2.3反应器启动过程经历的阶段

4.3结果与讨论

4.3.1温度的影响

4.3.2有机物对反应过程的影响

4.3.3 PH的影响

4.3.4进水NO2--N与NH4+-N比值的影响

4.3.5反应过程中污泥的形状变化描述及生物相观察

4.3.6产气量分析

4.4本章小结

第五章SBR-UASB联合工艺处理高氮低碳废水

5.1概述

5.2联合工艺原理

5.3联合工艺启动

5.4 SBR-UASB联合工艺经济分析

5.5本章小结

结论及展望

1结论

2建议及展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢