上流式部分曝气生物滤池强化脱氮技术及机理研究

发布时间：2017-06-22 13:02

  本文关键词：上流式部分曝气生物滤池强化脱氮技术及机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：曝气生物滤池(Biological aerated filter,简称BAF)是在普通生物滤池基础上借鉴给水滤池工艺开发的污水脱氮新工艺,具有处理能力强、负荷高等特点。由于完全曝气的运行模式,传统BAF往往需要消耗大量能源和碳源。如何使BAF在低能耗和低碳源投加的条件下实现高效脱氮具有重要研究意义。本研究在传统BAF结构基础上,分别对曝气位置和进水模式进行改进,设计了上流式部分曝气生物滤池(Up-flow partially aerated biological filter,简称U-PABF),实现同一BAF反应器内好氧环境和缺氧环境的一体化。首先,将传统BAF底部曝气改为中部曝气构建U-PABF硝化-反硝化脱氮系统。主要内容包括:沸石、陶粒两种填料对氨氮的吸附性能;陶粒U-PABF和沸石U-PABF运行效果比较;HRT对U-PABF脱氮性能的影响;沿程脱氮特性及反应机理研究以及微生物群落分析。结果表明:合成废水NH4+-N浓度40 mg/L,沸石U-PABF和陶粒U-PABF对NH4+-N和COD均达到较高去除率,但沸石UPABF对氨氮的去除以吸附作用为主,陶粒U-PABF则主要依靠生物作用;HRT为5.2 h时,陶粒U-PABF对NH4+-N和COD去除率分别为97.90%±0.37%和88.41%±2.91%。降低HRT为2.6 h和3.5 h,NH4+-N去除率明显降低,但COD去除率几乎不变;陶粒U-PABF强化反硝化系统成功构建,并观察到厌氧氨氧化的存在;反应器各层菌群种类检出与沿程脱氮特性研究结果相对应。其次,在中部曝气基础上进行中部进水构建U-PABF的部分硝化-厌氧氨氧化脱氮系统。通过改变碳源种类、C/N比和溶解氧,对部分硝化运行参数进行探究。结果表明:在不添加碳源、添加有机碳源和添加无机碳源的条件下,无机碳源有利于亚硝酸盐积累;添加无机碳C/N比分别为0.1:1、0.5:1和1:1,当无机碳C/N比为0.1:1时,出水亚硝酸盐产生积累并有利于亚硝化反应的建立;降低DO浓度为3.33 mg/L和2.08 mg/L时,出水亚硝酸盐氮浓度分别为0.76mg/L和1.46 mg/L,低DO浓度有利于亚硝酸盐的积累。本研究对传统BAF进行改进,构建硝化-反硝化和部分硝化-厌氧氨氧化两种运行系统处理人工模拟生物污水。通过填料选择、各运行系统下影响因素以及微生物群落特征的研究,为低能耗、低碳源投加条件下BAF脱氮提供借鉴。
【关键词】：上流式 部分曝气生物滤池 脱氮 厌氧氨氧化 生活污水
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 氮污染废水处理研究进展11-16
• 1.1.1 水体中氮污染的来源及危害11-12
• 1.1.2 生物脱氮技术的发展12-16
• 1.2 曝气生物滤池工艺的发展16-23
• 1.2.1 曝气生物滤池发展历程16-17
• 1.2.2 曝气生物滤池的原理和特点17-18
• 1.2.3 曝气生物滤池类型18-20
• 1.2.4 曝气生物滤池研究现状20-23
• 1.3 研究目的、内容与创新点23-25
• 1.3.1 研究目的23
• 1.3.2 研究内容23-24
• 1.3.3 研究创新点24-25
• 1.4 技术路线25-26
• 第2章 沸石U-PABF和陶粒U-PABF的运行性能26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 材料与方法26-31
• 2.2.1 实验材料26-27
• 2.2.2 实验设备与实验试剂27-29
• 2.2.3 实验方法29-31
• 2.2.4 分析测试方法31
• 2.3 结果与讨论31-35
• 2.3.1 沸石与陶粒的氨氮吸附特性31-32
• 2.3.2 沸石U-PABF和陶粒U-PABF对污染物的去除32-33
• 2.3.3 沸石U-PABF的运行性能33-34
• 2.3.4 陶粒U-PABF的运行性能34-35
• 2.4 小结35-36
• 第3章 HRT对U-PABF脱氮性能的影响36-43
• 3.1 引言36
• 3.2 材料与方法36-38
• 3.2.1 实验材料36
• 3.2.2 实验设备和实验试剂36-37
• 3.2.3 实验方法37
• 3.2.4 分析测试方法37-38
• 3.3 结果与讨论38-42
• 3.3.1 HRT对陶粒U-PABF脱氮性能的影响38-41
• 3.3.2 HRT对陶粒U-PABF去除COD性能的影响41-42
• 3.4 小结42-43
• 第4章 陶粒U-PABF沿程生化特性研究43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 材料与方法43-46
• 4.2.1 实验材料43
• 4.2.2 实验设备与实验试剂43
• 4.2.3 实验方法43-46
• 4.2.4 分析测试方法46
• 4.3 结果与讨论46-56
• 4.3.1 U-PABF沿程不同形态氮及COD的变化46-50
• 4.3.2 U-PABF沿程生物群落结构分析50-56
• 4.4 小结56-57
• 第5章 陶粒U-PABF部分硝化的运行参数优化57-66
• 5.1 引言57
• 5.2 材料与方法57-60
• 5.2.1 实验材料57
• 5.2.2 实验设备与实验试剂57-59
• 5.2.3 实验方法59
• 5.2.4 分析测试方法59-60
• 5.3 结果与讨论60-65
• 5.3.1 TN、NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N的变化60-63
• 5.3.2 DO和NO_2~--N积累率（NAR）的变化63-65
• 5.4 小结65-66
• 第6章 结论与建议66-69
• 6.1 结论66-67
• 6.2 建议67-69
• 参考文献69-77
• 致谢77-79
• 个人简历79

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本文编号：471850