短程硝化过程控制条件和数学模拟

发布时间：2017-11-30 13:09

本文关键词：短程硝化过程控制条件和数学模拟

【摘要】：短程硝化反硝化工艺是一种高效节能的脱氮处理技术,但控制该工艺实现的条件比较苛刻,容易向全程硝化转化。本文通过对短程硝化的启动和维持过程的研究,探索如何综合考虑各种影响因素,控制硝化类型,实现长期稳定的亚硝酸盐积累,并从动力学角度对短程硝化过程进行分析,为更好地解释和实现短程硝化提供理论依据。研究结果表明：(1)采用SBR反应器,通过增加进水氨氮负荷,可快速启动并稳定维持短程硝化。降低进水氨氮负荷到一定程度,短程硝化迅速被破坏。短程硝化在高氨氮废水的处理中比较容易实现,是因为高氨氮负荷下微生物的比增长速率高,氨氧化菌(AOB)具有良好的硝化能力和抗冲击负荷能力,且FA浓度较高,可以实现对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的抑制,短期的高FA冲击没有对短程硝化产生致命影响。(2)合理控制沉淀时间有利于形成亚硝化污泥颗粒,淘洗掉反应器内沉降性能差,粒径小的污泥。与絮状污泥相比,污泥颗粒沉降性能好,沉降速度快,不易流失,增加DO的传质阻力,有利于维持短程硝化的稳定性。(3)本实验发现AOB的溶解氧半饱和常数大于NOB,利用低溶解氧不仅不能达到对NOB淘洗的效果,反而会使AOB的生长受到抑制。在CSTR反应器中利用低溶解氧实现了短程硝化,是由于低溶解氧导致氨氮的去除速率下降,导致混合液中氨氮浓度较高,从而提高AOB的比生长速率。另外,需要维持反应器中较高pH值,使FA较高,对NOB产生抑制,再通过控制SRT淘洗NOB,综合控制多个因素实现短程硝化。(4)SBR反应器在高DO浓度条件下实现了短程硝化并且能够稳定维持,说明在高氨氮短程硝化过程巾低DO不是必要条件,一旦AOB成为优势菌种,即使往一些不利条件下,依然可以维持短程硝化稳定运行。(5)通过分析pH值对AOB和NOB生长速率的影响,分别建立了关于AOB和NOB的生长数学模型。利用MATLAB软件,将模型与硝化阶段实测数据进行拟合,取得良好的模拟效果。在此基础上通过模型预测得到泥龄(SRT)为6大,溶解氧为1.5mg O2/L,pH值在7.3～8范围内有利于实现短程硝化。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703

【参考文献】

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