常温城镇生活污水亚硝酸型硝化试验研究

摘要

氮素化合物的去除是生活污水深度处理的一个重要方面。传统脱氮工艺所涉及的生物学过程是首先将氮素化合物氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，随后将这些产物还原为N2，这一过程包括一系列不同的生化反应。硝化作用是在好氧的氨氧化菌作用下将氨氮氧化的过程。由于某些微生物在氧气充足的条件下，能够进一步进行氧化反应，氧化的最终产物为硝酸盐。这一过程是亚硝酸氧化菌在有氧条件下的生化反应。这些好氧条件下的生化反应并不需要有机碳源来作为电子供体。另一方面，对于反硝化过程来讲，亚硝酸盐或硝酸盐能够代替氧气作为最终的电子受体，而一些有机物则可以充当电子受体。近年来，厌氧氨氧化技术已经被证实为目前已知的最经济的脱氮途径，但是厌氧氨氧化工艺对进水的水质有比较苛刻的要求(NH4+-N/NO2--N=1:1)。因此，能否实现和如何控制亚硝化历程成为制约厌氧氨氧化工艺发展的关键因素。 本试验的主要目的是为厌氧氨氧化工艺提供合格进水。试验以低氨氮(60-80mg/L)，常温(22℃-26℃)城镇生活污水经A/O除磷工艺后的出水为原水，利用双抑制因素快速启动半亚硝化系统，采用单抑制因素控制运行，取得了良好的亚硝酸积累效果，出水水质能够实现NH4+-N/NO2--N=1:1，从而为ANAMMOX工艺提供了适宜的进水。试验表明，通过低溶解氧(DO=0.1-0.3mg/L)和高游离氨(FA>7.0mg/L)共同的抑制作用，能够快速启动半亚硝酸型硝化(仅耗时15d)。启动成功后在低溶解氧下实现半亚硝化的稳定运行，亚硝酸盐积累速率最高达到4.32mgNO2--N/(L·h)。 与此同时，在实现亚硝酸型硝化的基础上利用单级SBR系统，研究了不同C/N和DO对同时硝化反硝化(SND)的影响。研究结果表明，当进水COD和NH4+-N浓度分别为50-300mg/L和40-70mg/L、反应条件为DO=0.2-0.8mg/L、C/N=1-5，反应器中COD、TN的去除率最高分别达到82.1％、79.5％。

目录

文摘

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第1章 绪论

1.1选题背景

1.2废水生物脱氮作用机理

1.2.1硝化作用机理

1.2.2反硝化作用机理

1.2.3厌氧氨氧化作用机理

1.2.4同时硝化反硝化作用机理

1.3废水生物脱氮工艺

1.3.1传统脱氮工艺

1.3.2 SHARON/ANAMMOX工艺

1.3.3 CANON工艺

1.3.4 OLAND工艺

1.4本文的主要研究内容和目标

1.4.1研究意义

1.4.2研究目标

第2章亚硝酸型硝化概述

2.1亚硝酸型硝化的机理

2.2亚硝酸型硝化的研究背景

2.3亚硝酸型硝化的控制因素及研究现状

2.3.1温度

2.3.2游离氨

2.3.3 pH值

2.3.4溶解氧

第3章试验条件与分析方法

3.1试验装置

3.2试验用水

3.3接种污泥及驯化

3.4试验方法和分析方法

第4章亚硝酸型硝化的快速启动及运行

4.1单抑制因素(DO)污泥培养驯化

4.2双抑制因素(DO，FA)污泥培养驯化

4.3半亚硝酸型硝化稳定期

4.3.1 HRT的选择对半亚硝酸型硝化的影响

4.3.2 COD对半亚硝酸型硝化的影响

4.4本章小结

第5章亚硝酸型同时硝化反硝化试验研究

5.1污泥的培养与驯化

5.2 DO对同时硝化反硝化的影响

5.2.1 DO在同时硝化反硝化过程中对NH4+转化效率的影响

5.2.2 DO在同时硝化反硝化过程中对COD去除率的影响

5.2.3 DO在同时硝化反硝化过程中对TN去除率的影响

5.3 C/N对同时亚硝化反硝化的影响

5.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢