厌氧-好氧(低氧)序批式反应器中污水生物脱氮除磷的初步研究

摘要

在厌氧-好氧（低氧）序批式反应器（SBR）中，研究了不同丙酸/乙酸比例对除磷脱氮效果及对过程中的微生物代谢物聚羟基烷酸（PHAs）和糖原生物转化的影响。在此基础上对厌氧-好氧（低氧）SBR工艺处理实际污水进行了研究，并考察了实际污水中分别补加乙酸钠和污泥碱性条件下发酵产生的短链脂肪酸对微生物中间代谢物的影响及对系统除磷脱氮效果的影响，获得了一种资源化利用污泥发酵产生的短链脂肪酸提高厌氧-好氧（低氧）生物处理效果的方法。
　　 4个厌氧-好氧（低氧）SBR反应器分别以纯乙酸（SBR1）、丙酸/乙酸碳摩尔比分别为1.0（SBR2）、1.5（SBR3）、2.0（SBR4）作为碳源的研究结果表明：不论碳源为纯乙酸还是丙酸和乙酸的混合酸，系统中都发生了同时硝化反硝化和除磷现象，且在好氧（低氧）阶段没有亚硝酸盐的大量积累；随着进水丙酸/乙酸碳摩尔比的增加，系统中厌氧末磷的释放量减少、PHAs的合成量降低、PHV和PH2MV的合成量占PHAs的比例增大、PHB的合成量占PHAs的比例逐渐减小，好氧（低氧）末出水磷含量降低、硝态氮的累积减少，胞内糖原的代谢量减少。4个SBR的总氮（TN）去除率分别为61％（SBR1）、68％（SBR2）、72％（SBR3）及82％（SBR4），溶解性磷酸盐（SOP）去除率分别为81％（SBR1）、94％（SBR2）、95％（SBR3）、97％（SBR4）。因此，提高进水中丙酸/乙酸比例，有助于提高厌氧-好氧（低氧）生物除磷脱氮效果。
　　 在3个厌氧-好氧（低氧）SBR中分别以实际污水（SBR-A）、实际污水和乙酸钠（SBR-B）、实际污水和剩余污泥发酵后产生的短链脂肪酸（SBR-C）为碳源的研究结果表明，厌氧-好氧（低氧）SBR工艺处理实际污水是可行的。通过比较三个SBR的除磷脱氮效果发现，外加剩余污泥产生的短链脂肪酸作为补充碳源的SBR-C系统总氮、总磷、COD去除效果最佳，去除率分别达到了83％、100％、91％，无外加碳源的SBR-A系统总氮、总磷、COD去除率分别只有59％、61％、80％，添加乙酸钠作为补充碳源的SBR-B系统总氮、总磷、COD去除率分别为80％、100％、86％。因此，用污水处理厂剩余污泥碱性条件下产生的短链脂肪酸能够代替化学合成的乙酸钠，作为实际污水厌氧-好氧（低氧）高效生物除磷脱氮的补充碳源。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 我国水环境现状及污染情况

1.2 生物脱氮除磷的机理

1.2.1 生物脱氮机理

1.2.2 生物除磷机理

1.3 国内外研究现状和发展动态

1.3.1 生物除磷脱氮传统工艺

1.3.2 厌氧氨氧化

1.3.3 短程硝化反硝化

1.3.4 同时硝化反硝化

1.3.5 反硝化除磷

1.3.6 同时硝化反硝化除磷

1.4 生物除磷脱氮的关键影响因素

1.4.1 溶解氧DO

1.4.2 碳源类型

1.4.3 pH值

1.4.4 温度

1.4.5 泥龄

第2章 课题研究目的和内容

2.1 课题来源

2.2 课题的目的和意义

2.3 研究内容

第3章 试验材料与方法

3.1 试验设置与运行

3.2 测试指标及分析方法

3.2.1 糖原的测定

3.2.2 P雌s的测定

3.2.3 SCFA的测定

3.2.4 其它指标的测定

第4章 进水丙酸/乙酸比例对厌氧-好氧(低氧)生物除磷脱氮系统的影响

4.1 试验方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 厌氧-好氧(低氧)生物除磷脱氮系统的驯化过程

4.2.2 驯化稳定后四个SBR在一个运行周期内的变化特征

4.2.3 丙酸/乙酸比例对同时硝化反硝化率和总氮(TN)去除率的影响

4.2.4 丙酸/乙酸比例对PIIAs转化的影响

4.2.5 PHAs各组分好氧降解与同时硝化反硝化率关系

4.2.6 丙酸/乙酸比例对糖原代谢的影响

4.2.7 丙酸/乙酸比例对COD去除率及磷释放、磷吸收和去除率的影响

4.2.8 SOP去除率与PHAs转化的关系

4.3 本章小结

第5章 厌氧-好氧(低氧)序批式反应器处理实际污水的试验研究

5.1 试验目的

5.2 试验方法

5.2.1 污泥来源

5.2.2 SBR反应器设置

5.2.3 实际污水来源及主要成分

5.2.4 剩余污泥碱性条件下发酵生产短链脂肪酸

5.2.5 剩余污泥发酵液中氮和磷的回收

5.3 结果与讨论

5.3.1 三个SBR的驯化过程

5.3.2 三个SBR中含氮物质的生物转化比较

5.3.3 三个SBR中COD及磷的生物转化比较

5.3.4 实际污水中发酵液加入量对系统的影响

5.4 本章小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2 不足与建议

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果