CANON工艺处理含氮废水的快速启动技术研究

发布时间：2020-10-23 09:24

　　 一段式全程自养脱氮(CANON)是一种新型高效低耗生物脱氮技术,只需一个反应器即可同时完成短程硝化与厌氧氨氧化反应,其独特优势受到广泛青睐。然而,其对温度、pH、碱度等运行条件要求苛刻,运行过程容易受到影响或冲击,尤其过长的启动时间,导致工程推广应用见效慢而受到严重限制。本文针对CANON技术快速启动过程,在温度、pH条件合适的范围内,就碱度、负荷与溶解氧的影响进行系统研究。探究颗粒污泥形成并有效生长的条件和方法。对碳氮同步去除工艺的启动方法进行初步探索。主要内容如下:(1)第一阶段采用逐步提高碱度的控制方式,探究CANON技术启动的最佳运行条件。系统运行220天,碱度由300 mg/L逐步提高至2000 mg/L,通过控制溶解氧浓度,氨氮与总氮去除率分别达98%与80%以上,脱氮容积负荷0.394 kg/(m3·d)。实验表明,进水氨氮浓度200 mg/L条件下,CANON快速启动的关键因素为控制碱度1600 mg/L,系统亚硝氮浓度始终低于25 mg/L。(2)第二阶段始终保持1600 mg/L碱度启动,对第一阶段的研究结果进行验证。通过控制曝气量保证系统亚硝氮浓度低于25 mg/L,系统运行90天,实现99%氨氮去除率与85%总氮去除率,启动速度远高于现阶段普遍研究水平。(3)第三阶段在1600 mg/L条件下,提高进水流量为第二阶段的1.5倍,探讨提高进水负荷对CANON系统形成速度的影响。系统运行66天即可达到97%氨氮去除率与80%总氮去除率,脱氮容积负荷为0.588 kg/(m3·d),表明优化进水负荷对启动速度有促进作用。(4)第一、二阶段CANON启动成功后,通过逐渐提高进水流量的方式强化进水负荷,培养颗粒污泥,提高处理量。两系统稳定运行80天,脱氮负荷最高达1.188kg/(m3·d),污泥粒径均达到 1200um左右,颜色暗红,微生物丰度减小。厌氧氨氧化种群占比分别为15.7%与28.7%,包括Candidatus Brocadia,Candidatus Jettenia 与 Candidatu Kuenenia 三属。(5)最后,采用厌氧-CANON组合技术对碳氮同步去除方法进行了探索。此技术在于探索满足不同碳氮比废水的处理方法,扩大本技术工程应用范围。
【学位单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X703
【部分图文】：

图１－１厌氧氨氧化体跨膜生化反应模型［５３］??１?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｒａｎｓ－ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ａｍｍｏｎｉａ?ｏｘｉ短程硝化与厌氧氨氧化的关键影响因素而言，ＣＡＮＯＮ的最佳）温度需要同时满足两者要求，即在３５－３７°Ｃ时达到最佳培养均较高。（２）?ｐＨ值需要既保证酶的活性，又要满足厌氧氨最关键的是要保证正常的ＦＡ与ＦＮＡ浓度，因此调节ｐＨ值Ｎ效果是有利的。（３）溶解氧是需要人为及时调控的最关键过量造成硝化细菌ＮＯＢ的产生以及对厌氧氨氧化菌的毒害，氨氮氧化速度太低。??与前景??ＣＡＮＯＮ过一器中成，

图２－１?ＣＡＮＯＮ启动过程的反应装置设计图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｄｅｓｉｇｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ?ｆｏｒ?ＣＡＮＯＮ?ｓｔａｒｔ－ｕｐ?ｐｒｏｃｅｓＮ实验装置??三次启动实验的装置相同，总容积均４．０?Ｌ，有效容积为３．４?Ｌ，０．９?Ｌ为回流出水区。在反应器３．４?Ｌ的反应区同样设计有保温水黑色遮光海绵，以避免光照对厌氧氨氧化菌带来的不利影响，够避免水浴热量在冬季时的损失。总高１．７米的反应器中反应区高１２００?ｍｍ，在不同的高度设计出水取样口共４个，底部设计有进水、自身内部循环回流以及连接曝气装置。ＣＡＮＯＮ产生的气的排气口排出。曝气装置采用蠕动泵流量计的进气方式，反应装进气口径连接钛合金圆柱形曝气头，孔径为５?ｕｍ，外形尺寸大?ｍｍ，与反应装置圆周内壁相距５?ｍｍ，这样曝气头体积较大，

ｍ?ＩＩ！?！??：…－座??翼…一—Ｔ??图２－１?ＣＡＮＯＮ启动过程的反应装置设计图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｄｅｓｉｇｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ?ｆｏｒ?ＣＡＮＯＮ?ｓｔａｒｔ－ｕｐ?ｐｒｏｃｅｓｓ??（二）ＣＡＮＯＮ实验装置??ＣＡＮＯＮ三次启动实验的装置相同，总容积均４．０?Ｌ，有效容积为３．４?Ｌ，其中２．５??Ｌ为反应区，０．９?Ｌ为回流出水区。在反应器３．４?Ｌ的反应区同样设计有保温水浴夹层，??且最外层包裹黑色遮光海绵，以避免光照对厌氧氨氧化菌带来的不利影响，同时具有??保温作用，能够避免水浴热量在冬季时的损失。总高１．７米的反应器中反应区圆柱体??内径６０?ｍｍ，高１２００?ｍｍ，在不同的高度设计出水取样口共４个，底部设计有三个口??径，分别用于进水、自身内部循环回流以及连接曝气装置。ＣＡＮＯＮ产生的气体从顶??端三相分离器的排气口排出。曝气装置采用蠕动泵流量计的进气方式，反应装置底部??设计的凹槽里进气口径连接钛合金圆柱形曝气头
【参考文献】

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本文编号：2852850