【摘要】:随着水体中氮素污染日益严重,已经影响到了人类健康,为此我国控制N、P的排放也越来越严格。新的排放标准对脱氮工艺提出了更高的要求,传统脱氮工艺已无法满足可持续发展的要求,经济高效的新型脱氮工艺亟需开发。全程自养脱氮(CANON)工艺相比于传统生物脱氮工艺,其具有节能、无需添加额外有机碳源、运行费用低、无污染等优点。目前CANON工艺已在高氨氮废水应用领域得到了广泛应用,在低氨氮废水处理领域的应用尚在探索阶段。CANON工艺处理低氨氮废水的快速启动方法、工艺的长期稳定运行效果是目前研究的热点。为了探究CANON工艺是否能应用于低氨氮生活废水处理,本实验选择新型复合式折流板(HABR)作为反应器,并分别以普通活性污泥和厌氧氨氧化污泥作为种泥,通过逐渐缩短HRT的方式启动CANON工艺,考察不同启动方式下CANON工艺运行特性异同,以期寻找更为适宜的低氨氮废水CANON工艺启动方式,为CANON工艺在生活污水中的应用提供借鉴。本实验研究过程主要分两个阶段:第一阶段为CANON反应器Ⅰ的快速启动和运行效能研究。将普通活性污泥接种于反应器中,在NH_4~+-N:38~40 mg/L,水温:28~32℃,PH:7.3~7.9的条件下,通过逐步缩短水力停留时间(HRT)启动反应器,考察了启动阶段和稳定运行阶段,氮素的去除情况和沿程参数的变化,由此进一步探究CANON工艺的脱氮效能。研究结果如下:(1)新型HABR反应器Ⅰ经过88天的稳定运行,成功地快速启动了CANON工艺,之后又持续运行到188d。在反应器Ⅰ稳定运行时,反应器NH_4~+-N出水维持在1.8mg/L以下,TN出水维持在9.7mg/L以下,并趋于稳定,去除率分别达到93%和81%,总氮去除负荷达到0.14kg/(m~3×d),可以看出该反应器具有高效脱氮、可以稳定运行等优点。(2)在稳定运行阶段,NH_4~+-N与TN浓度在反应器Ⅰ沿程逐渐降低,厌氧氨氧化菌等微生物的活性会受到pH的影响,pH的变化可间接反映出反应器Ⅰ内亚硝化与厌氧氨氧化反应的情况。并且MLSS的变化与NH_4~+-N浓度的变化呈正相关。(3)经过77d的运行控制,对进水NH_4~+-N浓度进行改变,NH_4~+-N去除率为94%,TN去除率达到83%。可以看出在处理NH_4~+-N浓度为20~85mg/L的生活污水时,反应器Ⅰ的脱氮性能良好。第二阶段CANON反应器Ⅱ的快速启动和运行效能研究。将厌氧氨氧化污泥接种于反应器中,此时主要的参数如下,NH_4~+-N:48~51 mg/L,水温:29~31℃,PH:7.3~7.7,通过逐步缩短水力停留时间(HRT)启动反应器,考察了启动阶段和稳定阶段,氮素的去除情况和沿程参数的变化,和CANON工艺的脱氮效能。得出以下内容:(1)在水温为29~31℃,pH为7.3~7.7,经过113d的培养驯化,反应器Ⅱ成功启动CANON工艺。在反应器稳定运行中,出水NH_4~+-N的平均浓度为2.46 mg/L,出水TN的平均浓度为11.21 mg/L,平均去除率分别达到92%与76%,总氮去除负荷为0.21kg/m~3·d。(2)在稳定运行阶段,反应器Ⅱ沿程中的pH先升后降,说明在前段发生厌氧氨氧化反应,第三格开始出现下降,说明厌氧氨氧化反应的速率受到了NH_4~+-N和NO2--N浓度降低的影响。反应器Ⅱ中MLSS的变化与NH_4~+-N浓度的变化呈正相关。对CANON工艺的启动时间、运行效果、沿程参数及两种反应器内微生物形态特征做了比较。研究结果如下:(1)反应器Ⅰ启动时间更短,并且启动过程中脱氮效果要略优于反应器Ⅱ。(2)反应器Ⅰ稳定运行阶段反应器的出水NH_4~+-N、TN分别稳定在1.8mg/L和9.7mg/L以下,NH_4~+-N及TN去除率分别达到93%、81%。反应器Ⅱ稳定运行阶段反应器的出水中NH_4~+-N、TN分别稳定在2.95 mg/L、11.78 mg/L,NH_4~+-N及TN去除率分别达到92%和76%。反应器Ⅰ脱氮效果优于略优于反应器Ⅱ。(3)由扫描电镜可以看出,两个反应器稳定运行阶段,生物膜微生物形态结构非常相似,主要为球形和椭球形菌,猜测为反应器中同时存在的AOB与AnAOB,且同为优势菌群。
[Abstract]:......
【学位授予单位】:河南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X799.3
【参考文献】
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