城市污水连续流短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺与技术
发布时间：2021-04-08 19:54
水体富营养化日益严重，使城市水环境恶化，甚至造成饮用水水源供应中断，严重影响了工业生产与居民的日常生活，造成了巨大的直接和间接经济损失。污水中氮磷排放是引起水体富营养化的重要原因，因此为了控制水体富营养化而兴建了大量的污水处理厂。现有污水处理厂属于能耗大户，在能源危机不断凸显的背景下，如何在实现高效脱氮的同时降低水处理能耗，降低处理费用，对于污水处理的可持续发展有着重要意义。现有污水脱氮技术需要利用有机物作为反硝化碳源才能达到污水总氮去除的目的，因此污水中的大部分有机物不能用于产甲烷。厌氧氨氧化菌的发现为污水自养脱氮提供了可能，因为厌氧氨氧化菌可以利用亚硝酸盐氧化氨氮生成氮气，而无需有机物作为碳源。现有厌氧氨氧化技术主要集中在高温高氨氮废水处理中，而城市污水厌氧氨氧化脱氮技术的研究报道甚少。为了推动厌氧氨氧化技术在城市污水处理中的应用，本文首先提出城市污水短程硝化厌氧氨氧化脱氮（自养脱氮）工艺，随后以连续流反应器作为研究对象处理实际城市污水考察了两段式城市污水自养脱氮的技术可行性。确认其技术可行性之后，提出并考察了生物强化方法快速启动与稳定维持城市污水短程硝化；在UASB反应器中成功培...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究目的与意义
1.2 传统生物脱氮技术原理及工艺应用
1.2.1 生物硝化作用及影响因素
1.2.2 生物反硝化作用及影响因素
1.2.3 传统生物脱氮工艺应用
1.3 污水短程硝化技术原理及工艺应用
1.3.1 短程硝化技术原理及影响因素
1.3.2 短程硝化实现方法及工艺应用
1.4 污水厌氧氨氧化技术原理及工艺应用
1.4.1 厌氧氨氧化反应的预测及厌氧氨氧化菌的发现
1.4.2 厌氧氨氧化反应机理
1.4.3 厌氧氨氧化菌的影响因素
1.4.4 厌氧氨氧化工艺及应用
1.5 本课题主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验装置
2.1.1 连续流短程硝化反应器装置
2.1.2 厌氧氨氧化反应器装置图
2.2 试验用水与水质
2.3 分析项目及检测方法
2.3.1 常规分析项目及方法
2.3.2 非常规分析项目及方法
第3章 城市污水自养脱氮工艺提出与技术可行性验证
3.1 引言
3.2 城市污水自养脱氮工艺的提出
3.2.1 城市污水有机物的去除方式
3.2.2 城市污水短程硝化的实现
3.2.3 城市污水厌氧氨氧化的实现
3.2.4 城市污水自养脱氮工艺的构建
3.3 城市污水自养脱氮技术可行性验证
3.3.1 两段式城市污水自养脱氮性能
3.3.2 短程硝化反应器的短程硝化特性
3.3.3 Anammox-UASB 反应器脱氮性能
3.4 本章小结
第4章 连续流城市污水短程硝化的启动与维持
4.1 引言
4.2 A/O 反应器中半短程硝化的实现
4.2.1 A/O 反应器短程硝化的实现及破坏
4.2.2 城市污水 A/O 反应器沿程物质转化
4.2.3 A/O 反应器中除磷效果变化
4.3 应用生物强化策略维持 A/O 反应器短程硝化
4.3.1 高氨氮废水 A/O 短程硝化反应器的硝化特性
4.3.2 生物强化策略稳定维持城市污水短程硝化
4.3.3 应用生物强化策略维持城市污水实现短程硝化存在的问题
4.4 本章小结
第5章 不同厌氧氨氧化反应器的脱氮性能
5.1 引言
5.2 厌氧氨氧化颗粒污泥处理城市污水脱氮性能
5.2.1 厌氧氨氧化颗粒污泥的培养及其特性
5.2.2 厌氧氨氧化颗粒污泥菌群结构分析
5.2.3 厌氧氨氧化颗粒污泥对城市污水中氮去除的特性
5.2.4 厌氧氨氧化处理城市污水过程中 N2O 释放
5.2.5 氧对厌氧氨氧化性能的影响
5.3 厌氧氨氧化生物膜处理城市污水脱氮性能
5.3.1 厌氧氨氧化生物膜对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除
5.3.2 厌氧氨氧化生物膜反应器容积氮去除速率
5.3.3 厌氧氨氧化生物膜反应器内厌氧氨氧化反应计量关系
5.4 气体回流对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响
5.4.1 气体回流对絮体污泥 UASB 反应器脱氮性能影响
5.4.2 气体回流对颗粒污泥 UASB 反应器性能的影响
5.4.3 气体回流对 UASB 反应器三相分离器结构要求
5.5 本章小结
第6章 降温过程中城市污水厌氧氨氧化脱氮特性变化
6.1 引言
6.2 25℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.2.1 厌氧氨氧化反应器容积氮去除速率的变化
6.2.2 厌氧氨氧化反应器对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除率
6.2.3 厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化反应计量学
6.3 20℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.3.1 厌氧氨氧化反应器容积氮去除速率
6.3.2 厌氧氨氧化反应器对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除率
6.3.3 厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化反应计量学
6.4 16℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮性能及颗粒污泥特性
6.4.1 城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.4.2 城市污水厌氧氨氧化颗粒污泥特性
6.4.3 降温过程中厌氧氨氧化菌群变化
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型反硝化固体碳源释碳性能研究[J]. 邵留,徐祖信,王晟,金伟,尹海龙. 环境科学. 2011(08)
[2]反硝化过程中亚硝酸盐积累特性分析[J]. 葛士建,王淑莹,杨岸明,彭永臻,甘一萍,曹旭. 土木建筑与环境工程. 2011(01)
[3]城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷[J]. 易鹏,张树军,甘一萍,常江,彭永臻,曹相生. 环境科学. 2010(10)
[4]城镇污水处理厂外加商业碳源的选择[J]. 孙永利,许光明,游佳,郑兴灿,陈轶. 中国给水排水. 2010(19)
[5]城市污水连续流半亚硝化实现维持机理与工艺创新研究[J]. 易鹏,张树军,孟春霖,甘一萍,彭永臻,曹相生. 环境科学学报. 2010(08)
[6]河流湿地氮循环修复过程中的新型功能微生物[J]. 范改娜,祝贵兵,王雨,王衫允,王朝旭,尹澄清. 环境科学学报. 2010(08)
[7]海绵作填料在上流式厌氧固定床反应器中厌氧氨氧化[J]. 吕鑑,张莉,Kenji Furukawa,梁小田. 北京工业大学学报. 2009(12)
[8]不同外碳源对污泥反硝化特性的影响[J]. 马勇,彭永臻,王淑莹. 北京工业大学学报. 2009(06)
[9]上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能[J]. 田智勇,李冬,杨宏,张立成,张树德,张杰. 北京工业大学学报. 2009(04)
[10]以FA与FNA为控制因子的短程硝化启动与维持[J]. 韩晓宇,张树军,甘一萍,王洪臣,彭永臻. 环境科学. 2009(03)
本文编号：3126162
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究目的与意义
1.2 传统生物脱氮技术原理及工艺应用
1.2.1 生物硝化作用及影响因素
1.2.2 生物反硝化作用及影响因素
1.2.3 传统生物脱氮工艺应用
1.3 污水短程硝化技术原理及工艺应用
1.3.1 短程硝化技术原理及影响因素
1.3.2 短程硝化实现方法及工艺应用
1.4 污水厌氧氨氧化技术原理及工艺应用
1.4.1 厌氧氨氧化反应的预测及厌氧氨氧化菌的发现
1.4.2 厌氧氨氧化反应机理
1.4.3 厌氧氨氧化菌的影响因素
1.4.4 厌氧氨氧化工艺及应用
1.5 本课题主要研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验装置
2.1.1 连续流短程硝化反应器装置
2.1.2 厌氧氨氧化反应器装置图
2.2 试验用水与水质
2.3 分析项目及检测方法
2.3.1 常规分析项目及方法
2.3.2 非常规分析项目及方法
第3章 城市污水自养脱氮工艺提出与技术可行性验证
3.1 引言
3.2 城市污水自养脱氮工艺的提出
3.2.1 城市污水有机物的去除方式
3.2.2 城市污水短程硝化的实现
3.2.3 城市污水厌氧氨氧化的实现
3.2.4 城市污水自养脱氮工艺的构建
3.3 城市污水自养脱氮技术可行性验证
3.3.1 两段式城市污水自养脱氮性能
3.3.2 短程硝化反应器的短程硝化特性
3.3.3 Anammox-UASB 反应器脱氮性能
3.4 本章小结
第4章 连续流城市污水短程硝化的启动与维持
4.1 引言
4.2 A/O 反应器中半短程硝化的实现
4.2.1 A/O 反应器短程硝化的实现及破坏
4.2.2 城市污水 A/O 反应器沿程物质转化
4.2.3 A/O 反应器中除磷效果变化
4.3 应用生物强化策略维持 A/O 反应器短程硝化
4.3.1 高氨氮废水 A/O 短程硝化反应器的硝化特性
4.3.2 生物强化策略稳定维持城市污水短程硝化
4.3.3 应用生物强化策略维持城市污水实现短程硝化存在的问题
4.4 本章小结
第5章 不同厌氧氨氧化反应器的脱氮性能
5.1 引言
5.2 厌氧氨氧化颗粒污泥处理城市污水脱氮性能
5.2.1 厌氧氨氧化颗粒污泥的培养及其特性
5.2.2 厌氧氨氧化颗粒污泥菌群结构分析
5.2.3 厌氧氨氧化颗粒污泥对城市污水中氮去除的特性
5.2.4 厌氧氨氧化处理城市污水过程中 N2O 释放
5.2.5 氧对厌氧氨氧化性能的影响
5.3 厌氧氨氧化生物膜处理城市污水脱氮性能
5.3.1 厌氧氨氧化生物膜对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除
5.3.2 厌氧氨氧化生物膜反应器容积氮去除速率
5.3.3 厌氧氨氧化生物膜反应器内厌氧氨氧化反应计量关系
5.4 气体回流对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响
5.4.1 气体回流对絮体污泥 UASB 反应器脱氮性能影响
5.4.2 气体回流对颗粒污泥 UASB 反应器性能的影响
5.4.3 气体回流对 UASB 反应器三相分离器结构要求
5.5 本章小结
第6章 降温过程中城市污水厌氧氨氧化脱氮特性变化
6.1 引言
6.2 25℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.2.1 厌氧氨氧化反应器容积氮去除速率的变化
6.2.2 厌氧氨氧化反应器对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除率
6.2.3 厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化反应计量学
6.3 20℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.3.1 厌氧氨氧化反应器容积氮去除速率
6.3.2 厌氧氨氧化反应器对 NH4+-N 和 NO2--N 的去除率
6.3.3 厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化反应计量学
6.4 16℃条件下城市污水厌氧氨氧化脱氮性能及颗粒污泥特性
6.4.1 城市污水厌氧氨氧化脱氮特性
6.4.2 城市污水厌氧氨氧化颗粒污泥特性
6.4.3 降温过程中厌氧氨氧化菌群变化
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型反硝化固体碳源释碳性能研究[J]. 邵留,徐祖信,王晟,金伟,尹海龙. 环境科学. 2011(08)
[2]反硝化过程中亚硝酸盐积累特性分析[J]. 葛士建,王淑莹,杨岸明,彭永臻,甘一萍,曹旭. 土木建筑与环境工程. 2011(01)
[3]城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷[J]. 易鹏,张树军,甘一萍,常江,彭永臻,曹相生. 环境科学. 2010(10)
[4]城镇污水处理厂外加商业碳源的选择[J]. 孙永利,许光明,游佳,郑兴灿,陈轶. 中国给水排水. 2010(19)
[5]城市污水连续流半亚硝化实现维持机理与工艺创新研究[J]. 易鹏,张树军,孟春霖,甘一萍,彭永臻,曹相生. 环境科学学报. 2010(08)
[6]河流湿地氮循环修复过程中的新型功能微生物[J]. 范改娜,祝贵兵,王雨,王衫允,王朝旭,尹澄清. 环境科学学报. 2010(08)
[7]海绵作填料在上流式厌氧固定床反应器中厌氧氨氧化[J]. 吕鑑,张莉,Kenji Furukawa,梁小田. 北京工业大学学报. 2009(12)
[8]不同外碳源对污泥反硝化特性的影响[J]. 马勇,彭永臻,王淑莹. 北京工业大学学报. 2009(06)
[9]上向流厌氧氨氧化生物滤池的启动与脱氮性能[J]. 田智勇,李冬,杨宏,张立成,张树德,张杰. 北京工业大学学报. 2009(04)
[10]以FA与FNA为控制因子的短程硝化启动与维持[J]. 韩晓宇,张树军,甘一萍,王洪臣,彭永臻. 环境科学. 2009(03)
本文编号：3126162
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3126162.html
