缺氧/好氧泳动床生物膜反应器处理生活污水的特性研究

摘要

氮是导致水体富营养化的主要污染物之一。随着水体富营养化的日益严重，去除水中氮素污染已经成为当今水污染防治领域的一个热点问题。本文将传统的反硝化脱氮工艺与泳动床技术相结合，建立起缺氧/好氧(anoxic/oxic，A/O)泳动床生物膜反应器。以实际生活污水为研究对象，通过对缺氧/好氧反应器去除有机污染物和氨氮污染物的能力、抗冲击负荷能力、影响因素、污泥减量效果以及微生物特性及其指示作用等方面进行了综合考察。主要研究成果归纳如下： (1)系统具有高效去除污染物的能力，A/O泳动床生物膜反应器对COD的去除是稳定高效的，HRT对COD去除率影响不大。在HRT=12.5h，COD平均去除率为为84.6％，平均出水COD为53mg/L，COD容积负荷与去除负荷之间呈现良好的线性关系，R2=0.9704；NH4+-N平均去除率为86.8％，平均出水为13.46mg/L；在进水C/N平均为2.02条件下，出水TN平均为32.2mg·L-1时，TN平均去除率为70.8％。 (2)系统各单元表现出较好的反硝化能力。缺氧段对COD、NH4+-N和TN的去除率分别能达到80％、70％和50％以上，对NOx--N的去除达到50％以上，平均去除率为61.98％，同时在好氧段各HRT下出现同时硝化反硝化现象，平均氮亏损为13.6％。 (3)本研究中最适宜的pH值为6.9～8.1。在COD/NOx--N平均值为6.48时，TN的去除率最高可达到80.54％。随着COD/NOx--N的提高，缺氧段TN去除率也随之增大。 (4)在A/O泳动床生物膜反应器污水处理系统运行阶段，在缺氧反应池中形成了大量的颗粒污泥。在好氧段，SVI基本都保持在200以内，表现出较好的污泥沉降浓缩性能；在整个试验运行过程中，污泥表观产率为0.1177akg-MLSS/g-CODremoval，与泳动床-颗粒活性污泥生物反应器的0.2300kg-MLSS/g-CODremoval相比，减低了48.83％；A/O泳动床生物膜反应器污水处理系统采用延长食物链或强化食物链中的微型动物的捕食作用来达到污泥减量化的目的。镜检发现大量的细菌、原生动物与后生动物，为完成完整的食物链提供了现实依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2课题的提出

1.3研究意义

1.4研究内容

1.5本论文的构成

第2章 缺氧/好氧泳动床生物膜反应器相关研究现状

2.1传统的生物脱氮

2.1.1传统的生物脱氮

2.1.2传统的生物脱氮工艺

2.2生物脱氮新工艺

2.2.1厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)

2.2.2短程(或简捷)硝化反硝化(shotcut nitrification-denitrification)

2.2.3同时硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND)

2.2.4典型工艺介绍

2.3 A/O泳动床生物膜反应器相关研究现状

2.3.1传统生物反硝化脱氮技术

2.3.2泳动床技术

2.3.3污泥减量化

第3章 试验材料与方法

3.1试验装置及其仪器

3.2泳动床生物载体

3.3试验用水水质及其水质检测指标

3.3.1试验用水水质

3.3.2水质检测指标

3.4接种污泥及其启动

3.5实验运行条件

3.5.1曝气

3.5.2温度

3.5.3回流比

3.5.4 pH值

第4章 缺氧/好氧泳动床生物膜反应器污水处理特性

4.1有机污染物的去除效果

4.2系统对NH4+-N的去除效果

4.3 TN的去除效果

4.4本章小结

第5章缺氧/好氧泳动床生物膜反应器各单元污水处理效果

5.1不同HRT下反应器的各单元的有机物去除效果

5.2不同HRT下反应器的各单元的NH4+-N去除效果

5.3不同HRT下氮的分布情况

5.4缺氧反应池的反硝化效果及其影响因素

5.4.1缺氧池中NOx--N去除率

5.4.2 COD/NOx--N对反硝化脱氮的影响

5.4.3 pH值对反硝化反应的影响

5.5好氧反应池的脱氮效果与硝化效果的影响因素

5.5.1好氧反应池内同步硝化反硝化脱氮效果

5.5.2 pH对硝化效果的影响因素

5.6本章小结

第6章污泥特性研究

6.1污泥特性

6.1.1缺氧段污泥特性

6.1.2好氧段污泥特性

6.2 A/O泳动床生物膜反应器各单元的污泥减量化效果

6.3 A/O泳动床生物膜反应器各单元的污泥减量化途径

6.3.1污泥的厌氧分解作用

6.3.2生物捕食作用

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致 谢