短程反硝化除磷脱氮工艺与微生物特性研究
发布时间：2021-05-01 03:06
水资源短缺和水体富营养化是当今世界环境保护面临的严峻问题,随着水体富营养化现象日益严重,污水排放标准要求日趋严格,开发出一种高效、经济、节能的脱氮除磷新工艺成为水体污染防治领域的研究热点。本文在生物脱氮除磷理念指导下,以原有脱氮除磷污水处理工艺研究为基础,针对传统脱氮除磷工艺存在的高能耗、碳源竞争和污泥龄的矛盾,进行了反硝化除磷脱氮工艺试验研究；建立了双污泥短程硝化反硝化除磷脱氮系统A2N-SBR;分析了系统的影响因素,考察了系统长期稳定运行效果,运用微生物生理生化试验结果和分子生物学基因测序16Sr DNA手段,对反硝化聚磷菌进行菌种鉴定。采用低氨氮浓度向高氨氮浓度驯化的方式达到短程硝化系统N-SBR的快速启动,并考察温度、pH. SRT和DO等因素对N-SBR运行效果的影响。试验结果表明：亚硝态氮积累率并非与温度成正相关,11～14℃温度段和30-33℃温度段短程硝化效果要好于15-20℃温度段,此外,通过延长微氧曝气时间的方式能够一定程度上增大亚硝态氮积累率；pH的变化能够引起游离氨FA浓度的变化,在FA浓度小于10mg/L条件下,pH与亚硝态氮积累率成正比,短程硝化反应过程中,...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 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
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 传统生物除磷脱氮理论与工艺现状
1.3.1 传统生物脱氮机理
1.3.2 传统生物除磷机理
1.3.3 生物脱氮除磷工艺技术现状
1.4 短程硝化理论及发展
1.4.1 短程硝化理论
1.4.2 NO_2~--N积累的影响因素
1.5 反硝化除磷理论及发展
1.5.1 反硝化除磷理论提出
1.5.2 反硝化除磷研究现状
1.6 研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 两级SBR双污泥系统试验
2.1.1 试验装置
2.1.2 试验用水
2.1.3 检测方法
2.2 微生物试验
2.2.1 短程反硝化聚磷菌分离与鉴定
2.2.2 纯菌株反硝化吸磷试验
2.2.3 扫描电镜试验
2.2.4 污泥染色及测定试验
2.2.5 分子生物学试验
第3章 短程硝化系统启动及影响因素研究
3.1 短程硝化系统启动
3.1.1 曝气时间确定
3.1.2 低浓度氨氮驯化期
3.1.3 高氨氮驯化期
3.2 温度影响
3.2.1 温度对短程硝化稳定性影响
3.2.2 温度对短程硝化速率影响
3.3 pH影响
3.3.1 不同pH值短程硝化效果
3.3.2 pH值对亚硝态氮积累率影响
3.3.3 短程硝化过程中pH的变化
3.4 SRT影响
3.4.1 不同SRT对亚硝态氮浓度影响
3.4.2 SRT对短程硝化反应速率影响
3.5 DO影响
3.5.1 DO对短程硝化效果影响
3.5.2 DO和ORP变化同短程硝化、COD降解的关联
3.6 小结
第4章 短程反硝化除磷系统启动及影响因素研究
4.1 短程反硝化除磷系统启动
4.1.1 运行控制
4.1.2 第一阶段运行结果及分析
4.1.3 第二阶段运行结果及分析
4.1.4 第三阶段运行结果及分析
4.2 pH影响
4.2.1 pH对生物除磷影响理论依据
4.2.2 pH影响
4.2.3 典型周期系统运行情况
4.3 SRT影响
4.3.1 无排泥情况除磷效果
4.3.2 泥龄对运行效果的影响
4.4 温度影响
4.4.1 温度对运行效果影响
4.4.2 温度对污泥特性影响
4.5 电子受体影响
4.5.1 集中投加不同浓度亚硝酸盐的影响
4.5.2 连续滴加不同浓度亚硝酸盐的影响
4.6 小结
第5章 A~2N-SBR系统除磷脱氮及反硝化除磷机理探讨
5.1 A~2N-SBR处理效果
5.1.1 COD的去除
5.1.2 TN的去除
5.1.3 TP的去除
5.1.4 典型周期运行效果
5.2 短程反硝化除磷机理探讨
5.2.1 反应成分
5.2.2 厌氧释磷机理
5.2.3 好氧/反硝化吸磷机理
5.2.4 反硝化聚磷菌代谢过程
5.3 小结
第6章 微生物特性研究
6.1 短程反硝化聚磷菌分离纯化
6.2 生理生化试验
6.3 释磷吸磷试验
6.4 短程反硝化聚磷菌分子生物学鉴定
6.4.1 基因组DNA提取及PCR扩增
6.4.2 测序结果及发育树构建
6.5 小结
第7章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的论著和获奖情况
附录A 峰图
附录B 序列
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]短程反硝化除磷技术研究[J]. 张少辉,姜应和. 安徽农业科学. 2011(20)
[2]温度对短程硝化反硝化的影响[J]. 尚会来,彭永臻,张静蓉,王淑莹. 环境科学学报. 2009(03)
[3]固定化氨氧化细菌短程硝化稳定性研究[J]. 李正魁,赖鼎东,杨竹攸,张晓姣,李芳捷. 环境科学. 2008(10)
[4]聚磷菌厌氧时吸收乙酸和丙酸的代谢模型[J]. 李夕耀,彭永臻,王淑莹,由阳,郭春艳. 环境科学与管理. 2008(08)
[5]不同电子受体的反硝化除磷效果对比研究[J]. 荆肇乾,吕锡武. 给水排水. 2008(06)
[6]温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响[J]. 姜体胜,杨琦,尚海涛,甘一萍,白宇,王洪臣. 环境工程学报. 2007(09)
[7]污泥龄对A/A/O工艺反硝化除磷的影响[J]. 徐伟锋,陈银广,张芳,顾国维. 环境科学. 2007(08)
[8]生物脱氮的短程硝化反硝化及影响因素[J]. 李松良,林华东,王鹏. 能源环境保护. 2007(04)
[9]亚硝酸盐型同步硝化反硝化耦合除磷研究[J]. 张朝升,范建华,张可方,方茜,荣宏伟. 环境科学与技术. 2007(08)
[10]利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集[J]. 周康群,刘晖,孙彦富,周遗品,刘洁萍. 环境工程学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于A/O/A运行模式的SBR工艺脱氮除磷效能及其微生物特性研究[D]. 姜欣欣.哈尔滨工业大学 2011
[2]短程硝化反硝化微生物技术处理催化剂含氨废水的研究[D]. 朱海兴.华东理工大学 2011
[3]亚硝化反硝化除磷工艺及分子微生物学研究[D]. 张立成.北京工业大学 2011
[4]反硝化同步除磷动力学原理及其在改善MSBR性能中的应用[D]. 汪林.重庆大学 2010
[5]A2/O工艺脱氮除磷及其优化控制的研究[D]. 吴昌永.哈尔滨工业大学 2010
[6]A2SBR反硝化除磷工艺效能及微生物生理生态特征研究[D]. 石玉明.哈尔滨工业大学 2009
[7]反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究[D]. 鲍林林.哈尔滨工业大学 2008
[8]短程反硝化除磷工艺特征及运行效能研究[D]. 蒋轶锋.哈尔滨工业大学 2006
[9]反硝化除磷工艺与微生物学研究[D]. 李相昆.哈尔滨工业大学 2006
[10]两级SBR除磷脱氮工艺技术及其运行控制参数研究[D]. 龙北生.吉林大学 2005
硕士论文
[1]城市生活污水SBR亚硝化启动及控制因子研究[D]. 李晓凯.河南师范大学 2012
[2]SBR短程硝化反硝化处理模拟氨氮废水实验研究[D]. 徐鹏.郑州大学 2011
本文编号：3170024
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：191 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
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 传统生物除磷脱氮理论与工艺现状
1.3.1 传统生物脱氮机理
1.3.2 传统生物除磷机理
1.3.3 生物脱氮除磷工艺技术现状
1.4 短程硝化理论及发展
1.4.1 短程硝化理论
1.4.2 NO_2~--N积累的影响因素
1.5 反硝化除磷理论及发展
1.5.1 反硝化除磷理论提出
1.5.2 反硝化除磷研究现状
1.6 研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 两级SBR双污泥系统试验
2.1.1 试验装置
2.1.2 试验用水
2.1.3 检测方法
2.2 微生物试验
2.2.1 短程反硝化聚磷菌分离与鉴定
2.2.2 纯菌株反硝化吸磷试验
2.2.3 扫描电镜试验
2.2.4 污泥染色及测定试验
2.2.5 分子生物学试验
第3章 短程硝化系统启动及影响因素研究
3.1 短程硝化系统启动
3.1.1 曝气时间确定
3.1.2 低浓度氨氮驯化期
3.1.3 高氨氮驯化期
3.2 温度影响
3.2.1 温度对短程硝化稳定性影响
3.2.2 温度对短程硝化速率影响
3.3 pH影响
3.3.1 不同pH值短程硝化效果
3.3.2 pH值对亚硝态氮积累率影响
3.3.3 短程硝化过程中pH的变化
3.4 SRT影响
3.4.1 不同SRT对亚硝态氮浓度影响
3.4.2 SRT对短程硝化反应速率影响
3.5 DO影响
3.5.1 DO对短程硝化效果影响
3.5.2 DO和ORP变化同短程硝化、COD降解的关联
3.6 小结
第4章 短程反硝化除磷系统启动及影响因素研究
4.1 短程反硝化除磷系统启动
4.1.1 运行控制
4.1.2 第一阶段运行结果及分析
4.1.3 第二阶段运行结果及分析
4.1.4 第三阶段运行结果及分析
4.2 pH影响
4.2.1 pH对生物除磷影响理论依据
4.2.2 pH影响
4.2.3 典型周期系统运行情况
4.3 SRT影响
4.3.1 无排泥情况除磷效果
4.3.2 泥龄对运行效果的影响
4.4 温度影响
4.4.1 温度对运行效果影响
4.4.2 温度对污泥特性影响
4.5 电子受体影响
4.5.1 集中投加不同浓度亚硝酸盐的影响
4.5.2 连续滴加不同浓度亚硝酸盐的影响
4.6 小结
第5章 A~2N-SBR系统除磷脱氮及反硝化除磷机理探讨
5.1 A~2N-SBR处理效果
5.1.1 COD的去除
5.1.2 TN的去除
5.1.3 TP的去除
5.1.4 典型周期运行效果
5.2 短程反硝化除磷机理探讨
5.2.1 反应成分
5.2.2 厌氧释磷机理
5.2.3 好氧/反硝化吸磷机理
5.2.4 反硝化聚磷菌代谢过程
5.3 小结
第6章 微生物特性研究
6.1 短程反硝化聚磷菌分离纯化
6.2 生理生化试验
6.3 释磷吸磷试验
6.4 短程反硝化聚磷菌分子生物学鉴定
6.4.1 基因组DNA提取及PCR扩增
6.4.2 测序结果及发育树构建
6.5 小结
第7章 结论
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的论著和获奖情况
附录A 峰图
附录B 序列
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]短程反硝化除磷技术研究[J]. 张少辉,姜应和. 安徽农业科学. 2011(20)
[2]温度对短程硝化反硝化的影响[J]. 尚会来,彭永臻,张静蓉,王淑莹. 环境科学学报. 2009(03)
[3]固定化氨氧化细菌短程硝化稳定性研究[J]. 李正魁,赖鼎东,杨竹攸,张晓姣,李芳捷. 环境科学. 2008(10)
[4]聚磷菌厌氧时吸收乙酸和丙酸的代谢模型[J]. 李夕耀,彭永臻,王淑莹,由阳,郭春艳. 环境科学与管理. 2008(08)
[5]不同电子受体的反硝化除磷效果对比研究[J]. 荆肇乾,吕锡武. 给水排水. 2008(06)
[6]温度和pH值对活性污泥法脱氮除磷的影响[J]. 姜体胜,杨琦,尚海涛,甘一萍,白宇,王洪臣. 环境工程学报. 2007(09)
[7]污泥龄对A/A/O工艺反硝化除磷的影响[J]. 徐伟锋,陈银广,张芳,顾国维. 环境科学. 2007(08)
[8]生物脱氮的短程硝化反硝化及影响因素[J]. 李松良,林华东,王鹏. 能源环境保护. 2007(04)
[9]亚硝酸盐型同步硝化反硝化耦合除磷研究[J]. 张朝升,范建华,张可方,方茜,荣宏伟. 环境科学与技术. 2007(08)
[10]利用亚硝酸盐为电子受体反硝化聚磷菌的筛选与富集[J]. 周康群,刘晖,孙彦富,周遗品,刘洁萍. 环境工程学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于A/O/A运行模式的SBR工艺脱氮除磷效能及其微生物特性研究[D]. 姜欣欣.哈尔滨工业大学 2011
[2]短程硝化反硝化微生物技术处理催化剂含氨废水的研究[D]. 朱海兴.华东理工大学 2011
[3]亚硝化反硝化除磷工艺及分子微生物学研究[D]. 张立成.北京工业大学 2011
[4]反硝化同步除磷动力学原理及其在改善MSBR性能中的应用[D]. 汪林.重庆大学 2010
[5]A2/O工艺脱氮除磷及其优化控制的研究[D]. 吴昌永.哈尔滨工业大学 2010
[6]A2SBR反硝化除磷工艺效能及微生物生理生态特征研究[D]. 石玉明.哈尔滨工业大学 2009
[7]反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究[D]. 鲍林林.哈尔滨工业大学 2008
[8]短程反硝化除磷工艺特征及运行效能研究[D]. 蒋轶锋.哈尔滨工业大学 2006
[9]反硝化除磷工艺与微生物学研究[D]. 李相昆.哈尔滨工业大学 2006
[10]两级SBR除磷脱氮工艺技术及其运行控制参数研究[D]. 龙北生.吉林大学 2005
硕士论文
[1]城市生活污水SBR亚硝化启动及控制因子研究[D]. 李晓凯.河南师范大学 2012
[2]SBR短程硝化反硝化处理模拟氨氮废水实验研究[D]. 徐鹏.郑州大学 2011
本文编号：3170024
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