颗粒污泥部分亚硝化系统的建立、控制与特性研究

发布时间：2017-12-23 21:41

本文关键词：颗粒污泥部分亚硝化系统的建立、控制与特性研究　出处：《西安建筑科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：部分亚硝化是指控制短程硝化的进程,将大约50%的氨氮氧化为亚硝酸盐,其出水可直接作为厌氧氨氧化的进水,是与厌氧氨氧化组合形成短程生物脱氮工艺的前置工艺。该组合工艺具有节约耗氧量、碳源,减少剩余污泥量等优点,尤其适于处理高氨、低碳废水。而自养型氨氧化菌因其生长缓慢常使反应器中生物量不易提高,影响系统的脱氮能力。颗粒污泥除了具有沉降性能好、耐冲击负荷等优点,还可保持反应器中非常高的生物量,从而提高系统的脱氮能力。本研究借助SBR反应器,以普通活性污泥为种泥,在好氧条件下(DO1.9mg·L-1),通过添加钙离子的方法强化短程硝化颗粒污泥的培养;在此基础上,改变条件诱导实现了部分亚硝化,同时对系统的控制及氮素转化特性进行了研究,所得成果如下:(1)利用SBR反应器,接种普通活性污泥,在好氧条件下(DO1.9 mg·L-1),通过将进水氨氮浓度由100 mg·L-1逐渐提高至300 mg·L-1,30天后,出水硝酸盐氮浓度降低至39 mg·L-1,亚硝酸盐氮浓度升高到190 mg·L-1,亚硝酸盐累积率达83%,表明成功实现了短程硝化。此后,氨氮转化率达到98%~99%,亚硝酸盐累积率一直维持在80%~85%,短程硝化系统运行稳定。(2)通过逐渐缩短沉降时间并添加钙离子的方法强化了短程硝化颗粒污泥的培养。90d后,粒径大于200μm的污泥体积分数约占79%,表明颗粒污泥的形成。在颗粒污泥形成过程中,污泥表面Zeta电位由-21.4 mV升高至-13.6 mV,胞外蛋白质的数量由26.82 mg·g-1升至51.99 mg·g-1。Zeta电位的升高减小了污泥间的静电斥力,从而有利于污泥间的聚集;增多的胞外蛋白在Ca2+架桥作用下可相互结合形成高分子生物聚合体,二者的共同作用强化了短程硝化颗粒污泥的形成。(3)在实现短程硝化的基础上,维持系统进水氨氮浓度不变,控制进水无机碳源与氮的摩尔比值为1,经过30天的运行,氨氮转化率降为60%左右,亚硝酸盐累积率为79%左右,系统出水氨氮/亚硝氮为1:1.3,表明成功实现了部分亚硝化。在随后的100 d,反应器运行稳定。(4)通过间歇试验研究不同TIC/N值对氨氧化进程的影响,结果表明:当TIC/N值为0.5时,氨氮转化率为34%,亚硝氮累积率为75%,出水NO2--N/NH4+-N为0.4;当TIC/N值为1.0时,氨氮转化率为58%,亚硝氮累积率为82%,出水NO2--N/NH4+-N为1.3;当TIC/N值为1.5和2.0时,氨氮转化率为100%,亚硝氮累积率为88%。可以得出,好氧条件下,TIC/N值是部分亚硝化的重要控制参数。(5)研究了自养颗粒污泥部分亚硝化系统N2O的释放特性,结果表明:单周期N2O的释放量为2.97 mg,N2O-N转化率(N2O-N释放量/进水NH4+-N量)为0.22%。与既往所研究的絮状污泥部分亚硝化系统中N2O的释放量对比,颗粒污泥系统N2O的释放量减小,原因是颗粒污泥粒径较大,内部产生的部分N2O有充足的时间进行反应,致使进入液相并释放到大气中的N2O量有所降低。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

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