基于厌氧氨氧化的废水深度脱氮除碳效能及微生物特性研究
发布时间：2021-09-07 03:57
随着对废水处理“节能减耗、提标改造”的不断要求,新型脱氮工艺在实际应用上的推进显得十分必要,其中,以厌氧氨氧化为主的一系列高效低耗组合脱氮工艺备受关注,但目前该技术尚未成熟,限制其发展的主要障碍是:一前置部分亚硝化反应难以在环境温度下长期维持一定的出水基质比,且调控手段缺乏灵活性和简易性;二厌氧氨氧化反应易受有机物胁迫且工艺组合难协调、总氮深度去除困难。因此,本研究从实时控制的角度实现联合工艺的运行,寻找整个工艺同步深度脱氮除碳的最佳工况,并对其微生物机理进行研究。从基于ABR的厌氧氨氧化反应出发,以其中反硝化菌与厌氧氨氧化菌异位归趋机制为基础,于SBR内设置部分亚硝化,使出水达到后续反应所需的最佳基质比,并结合ABR不同隔室差异化生物相的特点,构建“部分亚硝化+厌氧氨氧化+反硝化”的联合工艺,实现同步脱氮除碳目标。（1）采用SBR反应器,建立了一套通过调节单因素（特定pH终值）控制曝气停止点的策略,在环境温度下实现了匹配厌氧氨氧化的稳定部分亚硝化。整个运行过程分为4个阶段,阶段Ⅰ启动亚硝化,阶段Ⅱ在稳定亚硝化的同时探索pH终值的设定规律,阶段Ⅲ、Ⅳ采用pH终值设定规律实现稳定部分亚硝...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
进水指标 浓度（mg·L-1） 人工配药pH 7.5~8.0 NaHCO3NH4+-N 250 NH4ClNO2--N 0~0.3 —NO3--N 0~2 —COD 250~300 CH3COONaHCO3-:NH4+-N 2:1 NaHCO3装置及运行方式的 SBR 反应器由有机玻璃制成，如图 2-1 所示。反应器为高 45 cm，有效容积为 6.2 L，H/D=3，排水比为 50%，侧 3 个取样口，用以取水或取泥；以曝气砂头作为微孔曝气，流量计调节 DO 浓度为 0.2~0.4 mg·L-1；反应器放置室温条过程中的 pH 值和 DO。
图 2-3 环境温度下 SBR 反应器长期运行效果Fig.2-3 Long-term performance of the SBR rector at ambient temperature（a）各工况下氮素进出水的变化；（b）各工况下 COD 去除情况；（c）各工况下随温度变化，NAR、出水基质比的变化；（d）各工况下出水 FA、pH 终值的变化2.2.2 温度对反应系统的影响2.2.2.1 不同温度下的氮素转化规律比较为考察温度变化对亚硝化系统功能菌 AOB 及 NOB 活性的动态影响，分别在不同温度水平检测 SAOR、SNOR 的变化。由图 2-4 所示，反应系统中微生物活性在降温过程和升温过程的变化存在不同，降温过程中，SAOR 随温度降低而升高的现象可能是由于反应初期系统处于成功启动的适应阶段，功能菌 AOB 在运行调控的策略下逐渐驯化，活性逐渐提升，系统处于效能提升期，随着温度的持续降低，SAOR 逐步降低，且属 25~30℃跨至 20~25℃的幅度最大，下降了 3.5倍。理论上，AOB 的最大比增长速率遵循 Arrhenius 方程，温度每升高 10℃，[119]
【参考文献】：
期刊论文
[1]匹配厌氧氨氧化型亚硝化的调控过程研究进展[J]. 张敏,汪瑶琪,姜滢,陈重军,沈耀良. 水处理技术. 2018(05)
[2]厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析[J]. 朱彤,贾若坦,梁启煜,谢元华. 东北大学学报(自然科学版). 2018(05)
[3]基质浓度对ABR反应器SAD协同脱氮除碳效能影响[J]. 张敏,姜滢,汪瑶琪,韦佳敏,陈重军,沈耀良. 环境科学. 2018(07)
[4]玉米淀粉废水短程硝化快速启动及其稳定性[J]. 龙北生,刘迅雷,刘红波,杨靖新,袁树森. 环境科学. 2018(06)
[5]DO/NH4+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化[J]. 赵青,卞伟,李军,赵昕燕,阚睿哲,王文啸,孙艺齐,梁东博,张舒燕. 中国环境科学. 2017(12)
[6]SAD工艺在厌氧氨氧化不同运行阶段的启动[J]. 李冬,杨巧云,曾辉平,张杰. 中国环境科学. 2017(05)
[7]低溶解氧环境下全程硝化活性污泥的特性[J]. 高瑶远,彭永臻,包鹏,郭思宇,王淑莹. 中国环境科学. 2017(05)
[8]不同接种污泥的厌氧氨氧化反应器启动特性及菌群结构演替规律分析[J]. 姚芳,刘波,王德朋,侯翔宇. 环境科学学报. 2017(07)
[9]基质性毒物对厌氧氨氧化富集培养物的单独和联合抑制效应[J]. 丁爽,郑平,毕竑,李梓枭,李笑涵,孙胜钊. 环境科学学报. 2017(08)
[10]两种不同抑制策略下部分亚硝化系统运行特性比较[J]. 李惠娟,彭党聪,陈国燕,王博,姚倩,卓杨. 环境科学. 2017(05)
博士论文
[1]基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究[D]. 徐峥勇.湖南大学 2011
[2]高效短程硝化和厌氧氨氧化工艺研究[D]. 陈建伟.浙江大学 2011
硕士论文
[1]有机物对厌氧氨氧化反应的影响及其微生物研究[D]. 汪瑶琪.苏州科技大学 2018
[2]ABR厌氧氨氧化反硝化协同脱氮除碳及微生物特性研究[D]. 喻徐良.苏州科技大学 2017
[3](部分)亚硝化基于碱度的稳定控制方法与亚硝酸型反硝化过程中N2O释放特性[D]. 陈宣.西安建筑科技大学 2016
[4]厌氧氨氧化菌的富集及其与反硝化菌协同脱氮研究[D]. 刘晓萍.青岛科技大学 2016
[5]变温下A/O复合系统的处理效能及菌群响应研究[D]. 周合喜.哈尔滨工业大学 2014
[6]功能性纳米纤维材料在水过滤中的应用[D]. 薛潇.武汉纺织大学 2013
[7]基于低C/N比条件下的污水深度脱氮技术研究[D]. 申彦冰.北京交通大学 2013
[8]序批式生物膜反应器高效生物脱氮途径优化控制策略研究[D]. 徐峥勇.湖南大学 2007
本文编号：3388794
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
进水指标 浓度（mg·L-1） 人工配药pH 7.5~8.0 NaHCO3NH4+-N 250 NH4ClNO2--N 0~0.3 —NO3--N 0~2 —COD 250~300 CH3COONaHCO3-:NH4+-N 2:1 NaHCO3装置及运行方式的 SBR 反应器由有机玻璃制成，如图 2-1 所示。反应器为高 45 cm，有效容积为 6.2 L，H/D=3，排水比为 50%，侧 3 个取样口，用以取水或取泥；以曝气砂头作为微孔曝气，流量计调节 DO 浓度为 0.2~0.4 mg·L-1；反应器放置室温条过程中的 pH 值和 DO。
图 2-3 环境温度下 SBR 反应器长期运行效果Fig.2-3 Long-term performance of the SBR rector at ambient temperature（a）各工况下氮素进出水的变化；（b）各工况下 COD 去除情况；（c）各工况下随温度变化，NAR、出水基质比的变化；（d）各工况下出水 FA、pH 终值的变化2.2.2 温度对反应系统的影响2.2.2.1 不同温度下的氮素转化规律比较为考察温度变化对亚硝化系统功能菌 AOB 及 NOB 活性的动态影响，分别在不同温度水平检测 SAOR、SNOR 的变化。由图 2-4 所示，反应系统中微生物活性在降温过程和升温过程的变化存在不同，降温过程中，SAOR 随温度降低而升高的现象可能是由于反应初期系统处于成功启动的适应阶段，功能菌 AOB 在运行调控的策略下逐渐驯化，活性逐渐提升，系统处于效能提升期，随着温度的持续降低，SAOR 逐步降低，且属 25~30℃跨至 20~25℃的幅度最大，下降了 3.5倍。理论上，AOB 的最大比增长速率遵循 Arrhenius 方程，温度每升高 10℃，[119]
【参考文献】：
期刊论文
[1]匹配厌氧氨氧化型亚硝化的调控过程研究进展[J]. 张敏,汪瑶琪,姜滢,陈重军,沈耀良. 水处理技术. 2018(05)
[2]厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析[J]. 朱彤,贾若坦,梁启煜,谢元华. 东北大学学报(自然科学版). 2018(05)
[3]基质浓度对ABR反应器SAD协同脱氮除碳效能影响[J]. 张敏,姜滢,汪瑶琪,韦佳敏,陈重军,沈耀良. 环境科学. 2018(07)
[4]玉米淀粉废水短程硝化快速启动及其稳定性[J]. 龙北生,刘迅雷,刘红波,杨靖新,袁树森. 环境科学. 2018(06)
[5]DO/NH4+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化[J]. 赵青,卞伟,李军,赵昕燕,阚睿哲,王文啸,孙艺齐,梁东博,张舒燕. 中国环境科学. 2017(12)
[6]SAD工艺在厌氧氨氧化不同运行阶段的启动[J]. 李冬,杨巧云,曾辉平,张杰. 中国环境科学. 2017(05)
[7]低溶解氧环境下全程硝化活性污泥的特性[J]. 高瑶远,彭永臻,包鹏,郭思宇,王淑莹. 中国环境科学. 2017(05)
[8]不同接种污泥的厌氧氨氧化反应器启动特性及菌群结构演替规律分析[J]. 姚芳,刘波,王德朋,侯翔宇. 环境科学学报. 2017(07)
[9]基质性毒物对厌氧氨氧化富集培养物的单独和联合抑制效应[J]. 丁爽,郑平,毕竑,李梓枭,李笑涵,孙胜钊. 环境科学学报. 2017(08)
[10]两种不同抑制策略下部分亚硝化系统运行特性比较[J]. 李惠娟,彭党聪,陈国燕,王博,姚倩,卓杨. 环境科学. 2017(05)
博士论文
[1]基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究[D]. 徐峥勇.湖南大学 2011
[2]高效短程硝化和厌氧氨氧化工艺研究[D]. 陈建伟.浙江大学 2011
硕士论文
[1]有机物对厌氧氨氧化反应的影响及其微生物研究[D]. 汪瑶琪.苏州科技大学 2018
[2]ABR厌氧氨氧化反硝化协同脱氮除碳及微生物特性研究[D]. 喻徐良.苏州科技大学 2017
[3](部分)亚硝化基于碱度的稳定控制方法与亚硝酸型反硝化过程中N2O释放特性[D]. 陈宣.西安建筑科技大学 2016
[4]厌氧氨氧化菌的富集及其与反硝化菌协同脱氮研究[D]. 刘晓萍.青岛科技大学 2016
[5]变温下A/O复合系统的处理效能及菌群响应研究[D]. 周合喜.哈尔滨工业大学 2014
[6]功能性纳米纤维材料在水过滤中的应用[D]. 薛潇.武汉纺织大学 2013
[7]基于低C/N比条件下的污水深度脱氮技术研究[D]. 申彦冰.北京交通大学 2013
[8]序批式生物膜反应器高效生物脱氮途径优化控制策略研究[D]. 徐峥勇.湖南大学 2007
本文编号：3388794
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