厌氧氨氧化菌的富集及其与反硝化菌协同脱氮研究

发布时间：2017-03-31 09:24

  本文关键词：厌氧氨氧化菌的富集及其与反硝化菌协同脱氮研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统生物硝化反硝化技术处理低碳氮比污水时,因需曝气和投加有机碳源,存在能耗高和处理成本高等问题。由于厌氧氨氧化工艺利用亚硝酸盐作为电子受体将氨氮直接氧化成氮气,不需投加碳源,适宜处理低碳氮比污水。一般污水中的氮以氨氮为主,目前厌氧氨氧化反应所需的亚硝酸盐主要通过短程硝化产生,但长期稳定维持短程硝化较困难,短程硝化易转变为全程硝化,导致硝化过程最终产物为硝酸盐。并且,厌氧氨氧化反应过程中约有10%的氮转化为硝酸盐,易使出水总氮浓度超过排放标准。由于亚硝酸盐是反硝化过程的中间产物,可通过反硝化过程为厌氧氨氧化反应提供亚硝酸盐。本论文以乙酸钠为碳源,研究了低碳氮比污水反硝化过程中亚硝酸盐累积规律;以硝化污泥和反硝化污泥作为接种污泥,研究厌氧氨氧化菌富集培养过程,并考察了温度对厌氧氨氧化反应的影响;在已富集厌氧氨氧化菌的系统中投加有机物进一步富集反硝化菌,研究不同碳氮比污水中厌氧氨氧化菌和反硝化菌协同脱氮性能。研究结论如下:(1)低碳氮比污水在反硝化过程中均存在亚硝酸盐累积现象,且硝酸盐的存在会抑制亚硝酸盐的还原。亚硝酸盐最大累积率与温度以及进水碳氮比有关。温度相同时,亚硝酸盐最大累积率随着进水碳氮比的增加而升高。进水碳氮比相同时,随着温度增加,亚硝酸盐最大累积率随之上升。(2)以硝化污泥和反硝化污泥作为接种物均可启动厌氧氨氧化反应。R1和R3反应器接种的污泥中含有大量的硝化菌,在厌氧氨氧化启动过程中未出现明显的菌体自溶阶段;R2反应器接种的污泥中以反硝化菌为主,运行初期发生明显的菌体自溶。此后,三个反应器中的培养物经过活性迟滞阶段、活性提高阶段后进入活性稳定阶段;稳定运行期间R1、R2和R3中亚硝酸盐去除量、氨氮去除量与硝酸盐生成量平均比值分别为1.30:1:0.23、1.35:1:0.10和1.23:1:0.18。(3)温度对厌氧氨氧化反应影响大。温度自35℃降至25℃,厌氧氨氧化反应过程中NO_2~--N去除速率由2.49mg/(g VSS·h)降至0.69mg/(g VSS·h)。在20℃和15℃下,厌氧氨氧化反应基本受到抑制,系统中主要发生硝化反应。(4)在厌氧氨氧化污泥中富集的反硝化菌只有在NO_3~--N完全去除后,才会将NO_2~--N进一步还原为N2,即硝酸盐的存在会抑制亚硝酸盐的还原。进水TOC/TN比为0.25时,因该系统缺乏碳源,由NO_3~--N还原生成的NO_2~--N主要通过厌氧氨氧化作用去除,系统出水NH4+-N和TN浓度低。进水TOC/TN比为1.0和1.5时,当污水中NO_3~--N完全去除后,由于污水中剩余的有机物浓度较高,NO_2~--N主要通过反硝化反应去除,厌氧氨氧化菌因缺乏电子受体NO_2~--N而无法充分进行厌氧氨氧化反应,致使出水NH4+-N和TN浓度较高。
【关键词】：厌氧氨氧化 反硝化 亚硝酸盐 富集 低碳氮比
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;X172
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 水体氮素污染的危害11
• 1.2 氮的控制要求11
• 1.3 传统生物脱氮技术11-12
• 1.4 新型生物脱氮技术12-13
• 1.4.1 亚硝化-反硝化工艺12-13
• 1.4.2 同步硝化-反硝化工艺（SND）13
• 1.4.3 厌氧氨氧化工艺（ANAMMOX）13
• 1.5 厌氧氨氧化反应机理及特性13-20
• 1.5.1 厌氧氨氧化反应机理14-15
• 1.5.2 厌氧氨氧化菌特性15-16
• 1.5.3 厌氧氨氧化反应影响因素16-19
• 1.5.4 厌氧氨氧化组合工艺19-20
• 1.6 反硝化菌与厌氧氨氧化菌联合脱氮20-22
• 1.7 论文研究目的与意义22-23
• 1.8 本论文主要研究内容23-25
• 2 低碳氮比污水反硝化过程中亚硝酸盐累积特性研究25-39
• 2.1 材料与方法25-27
• 2.1.1 实验装置25
• 2.1.2 实验用水25-26
• 2.1.3 实验方法26-27
• 2.1.4 测试分析项目与方法27
• 2.1.5 主要仪器27
• 2.2 实验结果27-32
• 2.2.1 活性污泥中反硝化菌的富集27-28
• 2.2.2 反硝化过程中亚硝酸盐累积特性28-32
• 2.3 讨论32-36
• 2.3.1 反硝化过程最大比硝酸盐还原速率32
• 2.3.2 反硝化过程最大比亚硝酸盐累积速率32-33
• 2.3.3 亚硝酸盐最大累积率33-34
• 2.3.4 反硝化过程CODCr去除特性34-35
• 2.3.5 反硝化过程p H值变化特性35-36
• 2.3.6 反硝化过程亚硝酸盐累积原因分析36
• 2.4 本章小结36-39
• 3 厌氧氨氧化菌富集培养过程研究39-57
• 3.1 材料与方法39-41
• 3.1.1 实验装置39
• 3.1.2 实验用水39
• 3.1.3 接种污泥39-40
• 3.1.4 实验方法40
• 3.1.5 分析测试项目与方法40-41
• 3.2 厌氧氨氧化菌的富集41-52
• 3.2.1 R1反应器厌氧氨氧化菌的富集41-44
• 3.2.2 R2反应器厌氧氨氧化菌的富集44-47
• 3.2.3 R3反应器厌氧氨氧化菌的富集47-50
• 3.2.4 厌氧氨氧化菌富集过程对比分析50-52
• 3.3 温度对厌氧氨氧化反应的影响52-56
• 3.3.1 不同温度下厌氧氨氧化反应过程52-53
• 3.3.2 温度对厌氧氨氧化反应影响分析53-56
• 3.4 本章小结56-57
• 4 厌氧氨氧化菌与反硝化菌协同脱氮特性研究57-77
• 4.1 材料与方法57-59
• 4.1.1 实验装置57
• 4.1.2 实验用水57-58
• 4.1.3 实验方法58
• 4.1.4 分析测试项目与方法58-59
• 4.2 实验结果59-73
• 4.2.1 厌氧氨氧化和反硝化活性59-61
• 4.2.2 厌氧氨氧化菌与反硝化菌协同脱氮性能61-73
• 4.3 讨论73-75
• 4.4 本章小结75-77
• 结论77-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-87
• 攻读学位期间发表的学术论文目录87-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张诗颖;吴鹏;宋吟玲;沈耀良;张婷;;厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮处理城市污水[J];环境科学;2015年11期

2 朱亮;李祥;黄勇;;基于ANAMMOX处理低C/N废水高效脱氮联合工艺研究进展[J];水处理技术;2015年08期

3 张黎;胡筱敏;姜彬慧;;低基质浓度下pH和DO对厌氧氨氧化反应效能的影响[J];环境工程;2015年06期

4 张海芹;王翻翻;李月寒;陈重军;沈耀良;;不同接种污泥ABR厌氧氨氧化的启动特征[J];环境科学;2015年06期

5 周安兴;方芳;杨吉祥;季新;陈猷鹏;郭劲松;;低基质厌氧氨氧化SBBR反应器启动研究[J];工业水处理;2015年01期

6 马娟;宋相蕊;李璐;;碳源对反硝化过程NO_2~-积累及出水pH值的影响[J];中国环境科学;2014年10期

7 傅金祥;童颖;于鹏飞;吴天人;;有机物对厌氧氨氧化的双向影响及抑制解除[J];工业水处理;2014年07期

8 胡石;甘一萍;张树军;韩晓宇;张亮;;一体化全程自养脱氮(CANON)工艺的效能及污泥特性[J];中国环境科学;2014年01期

9 王亚宜;黎力;马骁;林喜茂;潘绵立;戴晓虎;;厌氧氨氧化菌的生物特性及CANON厌氧氨氧化工艺[J];环境科学学报;2014年06期

10 姚俊芹;刘志辉;周少奇;;温度变化对厌氧氨氧化反应的影响[J];环境工程学报;2013年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 沈李东;湿地亚硝酸盐型厌氧氨氧化和厌氧甲烷氧化微生物生态学研究[D];浙江大学;2014年

  本文关键词：厌氧氨氧化菌的富集及其与反硝化菌协同脱氮研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279320