异养反硝化作用对废水厌氧脱氮除硫工艺的影响研究

摘要

厌氧脱氮除硫工艺以硫化物为电子的供体与硝酸盐发生自养反硝化为主导反应，但工艺中活性污泥，死亡的细胞，微生物代谢产物等均可以提供含碳有机物作为电子供体与硝酸盐发生异养反硝化作用，研究反应中异养反硝化作用很有必要。本文主要针对厌氧脱氮除硫工艺存在的异养反硝化作用，分别研究了信号分子OHHL对异养反硝化调节硫化物去除、硝酸盐去除、单质硫及氮气生成的影响，磷酸盐对异养反硝化调节硫化物去除、硝酸盐去除、单质硫及氮气生成的影响及硫代硫酸盐对异养反硝化调节硫化物去除、硝酸盐去除、单质硫及氮气生成的影响，通过研究异养反硝化的调节作用提高硫化物和硝酸盐的去除率及单质硫的产率。 本研究主要成果如下： （1）1μmol/L信号分子OHHL在低硫化物负荷条件下，反应24h，硫化物的去除率提高10%，在高硫化物负荷条件下，反应36h，硫化物的去除率提高40%，信号分子OHHL提高硫化物的去除率。 （2）信号分子OHHL加强异养反硝化作用，在高、低硫化物负荷条件下硝酸盐的去除率分别提高了40%和10%，单质硫产率提高了10%。 （3）高负荷硫化物条件下，磷酸盐抑制异养反硝化和自养反硝化过程，硝酸盐的去除率降低了10%，硫化物的去除率降低20%。 （4）磷酸盐降低出水硫酸盐的浓度，在高、低硫化物负荷条件下，出水硫酸盐浓度降低了20mg/L和33mg/L，磷酸盐不利于单质硫的生成。 （5）硫代硫酸盐和硫化物同时作为电子供体时，单质硫的产率提高了16%。 （6）进水高浓度硝酸盐与硫代硫酸盐发生自养反硝化反应，出水硫代硫酸盐浓度降低，出水硫代硫酸盐的浓度随着N/S的增加而减小。

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1 绪论

1.1 硫化物的污染及危害

1.2 硝酸盐的污染及危害

1.3 废水中硫化物去除技术

1.4 脱氮除硫工艺的研究进展

1.4.1 脱氮除硫工艺功能菌的研究

1.4.2 自养脱氮除硫工艺的研究

1.4.3 异养脱氮除硫工艺的研究

1.4.4 脱氮除硫工艺动力学的研究

1.5 课题研究思路和内容

1.5.1 研究思路

1.5.2 研究内容

2 材料和方法

2.1 反应器装置设置

2.2 实验材料

2.2.1 实验污泥

2.2.2 培养基配置

2.3 实验分析指标及方法

2.3.1 硫化物的测定方法

2.3.2 硝酸盐氮测定方法

2.3.3 亚硝酸盐氮的测定方法

2.3.4 硫酸根的测定方法

2.3.5 单质硫的测定方法

2.3.6 微生物群落结构分析

3 信号分子对异养反硝化调节厌氧脱氮除硫工艺的影响

3.1 引言

3.2 材料和方法

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验废水

3.2.3 实验设计

3.2.4 分析方法

3.3 信号分子OHHL对异养反硝化调节厌氧脱氮除硫的影响

3.3.1 信号分子OHHL对脱硫特性的影响

3.3.2 信号分子OHHL对脱氮特性的影响

3.3.3 信号分子OHHL对硫转化的影响

3.3.4 信号分子OHHL对氮转化的影响

3.3.5 电子平衡计算

3.3.6 微生物群落特性分析

3.4 信号分子C8对异养反硝化调节厌氧脱氮除硫的影响

3.4.1 信号分子C8对脱硫特性的影响

3.4.2 信号分子C8对脱氮特性的影响

3.4.3 存在硫代硫酸盐时信号分子C8对脱硫特性的影响

3.4.4 存在硫代硫酸盐时信号分子C8对脱氮特性的影响

3.5小结

4 磷酸盐对异养反硝化调节厌氧脱氮除硫工艺的影响

4.1 引言

4.2 材料和方法

4.2.1 实验材料

4.2.2 实验废水

4.2.3 实验设计

4.2.4 分析方法

4.3 实验结果分析

4.3.1 P/S对脱氮除硫特性的影响

4.3.2 P/S对硫转化特性的影响

4.3.3 P/S对氮转化特性的影响

4.3.4 P/S对pH的影响

4.3.5 磷酸盐浓度对脱氮除硫特性的影响

4.3.6 磷酸盐浓度对硫氮转化的影响

4.4 小结

5 硫代硫酸盐对异养反硝化调节厌氧脱氮除硫工艺的影响

5.1 引言

5.2 材料和方法

5.2.1 实验材料

5.2.2 实验废水

5.2.3 实验设计

5.2.4 分析方法

5.3 实验结果分析

5.3.1 硫代硫酸盐对硫化物和硝酸盐去除的影响

5.3.2 硫代硫酸盐对硫转化的影响

5.3.3 硫代硫酸盐对氮转化的影响

5.3.4 不同N/S条件下硫化物和硝酸盐的去除

5.3.5 不同N/S对硫代硫酸盐生成的影响

5.3.5 不同N/S对硫转化的影响

5.4 小结

6 结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录：硕士期间发表学术论文情况