猪场废水厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺特征分析及应用研究

发布时间：2022-08-13 12:39

　　规模化猪场废水是一种高含氮的有机废水,经过厌氧消化处理后的出水氨氮不但没有减少,反而增加。厌氧氨氧化耦合反硝化甲烷化是一种新型的去碳脱氮工艺。本研究探讨将厌氧氨氧化菌、产甲烷菌和反硝化菌培养富集在UASBB反应器中的可行性,从运行性能、影响因素、微生物学、动力模型等多方面研究厌氧氨氧化反硝化甲烷化机理和工艺,并应用于猪场实际废水的去碳脱氮,旨在为进一步开发高氨氮的有机废水处理工艺及其应用提供理论依据。主要研究内容及结论如下：1.研究了UASBB耦合厌氧氨氧化反硝化甲烷化工艺的实现。通过接种厌氧污泥和反硝化污泥,UASBB反应器经过48d的快速启动后,有机容积负荷达到0.76kg COD/（m3 d）),去除率稳定在95%以上。加入含有NH4Cl和NaNO2的实验用水,稳定运行90 d左右,逐步实现同步厌氧氨氧化反硝化甲烷化,COD的去除率达80%-90%,总氮去除率为50-60%,氨氮的去除率为8-24%。当有机物进水浓度降低到100 mg/L时,氨氮去除率由负值提高到41.2%；污泥样品经分子生物学检测,厌氧氨氧化菌与目前已鉴定出的淡水自养厌氧氨氧化菌Candidatus Broca... 

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 前言
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 养猪场废水处理技术研究进展
        1.2.1 猪场废水水质特征及危害
        1.2.2 养猪废水处理工艺
        1.2.3 存在的主要问题
    1.3 厌氧氨氧化反硝化甲烷化研究进展
        1.3.1 厌氧氨氧化
        1.3.2 反硝化
        1.3.3 甲烷化
        1.3.4 厌氧氨氧化反硝化甲烷化
    1.4 短程硝化-反硝化研究进展
    1.5 重金属元素对厌氧氨氧化反硝化甲烷化的影响
    1.6 研究内容与创新点
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 创新点
第2章 厌氧氨氧化反硝化甲烷化启动及工艺特征研究
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验装置及运行方式
        2.1.2 试验废水
        2.1.3 分析方法与仪器设备
        2.1.4 接种污泥及驯化
    2.2 结果与分析
        2.2.1 UASBB反应器的启动
        2.2.2 厌氧氨氧化反硝化甲烷化的驯化
        2.2.3 厌氧氨氧化反硝化甲烷化影响因素
        2.2.4 有机物浓度对厌氧氨氧化反硝化甲烷化的影响
    2.3 本章小结
第3章 厌氧颗粒污泥物化及微生物的特性分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 颗粒污泥物化性能分析方法
        3.1.2 厌氧氨氧化活性测定方法
        3.1.3 厌氧颗粒污泥的分子生物学鉴定方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 厌氧颗粒污泥物化性能研究
        3.2.2 厌氧氨氧化活性
        3.2.3 厌氧颗粒污泥厌氧氨氧化菌和反硝化菌的分子生物学鉴定
    3.3 本章小结
第4章 重金属对厌氧颗粒污泥活性的影响研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验废水与颗粒污泥
        4.1.2 试验装置与方法
        4.1.3 分析指标及方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 Cu~(2+)、Zn~(2+)对甲烷化活性的影响
        4.2.2 Cu~(2+)、Zn~(2+)对反硝化活性的影响
        4.2.3 Cu~(2+)、Zn~(2+)对厌氧氨氧化活性的影响
    4.3 本章小结
第5章 厌氧颗粒污泥的动力学分析
    5.1 厌氧氨氧化的动力学分析
        5.1.1 试验方法
        5.1.2 试验结果
        5.1.3 基质降解动力学模型及参数推导
    5.2 甲烷化的动力学分析
        5.2.1 试验方法
        5.2.2 试验结果
        5.2.3 基质降解动力学模型及参数推导
        5.2.4 甲烷产率系数的推求
    5.3 反硝化的动力学分析
        5.3.1 试验方法
        5.3.2 试验结果
        5.3.3 模型及动力参数推导
    5.4 厌氧氨氧化反硝化甲烷化的动力学分析
        5.4.1 试验方法
        5.4.2 结果与分析
    5.5 本章小结
第6章 短程硝化工艺的启动与实现
    6.1 材料与方法
        6.1.1 试验装置
        6.1.2 试验废水
        6.1.3 挂膜与驯化
        6.1.4 接种污泥
        6.1.5 分析方法及仪器
    6.2 结果与分析
        6.2.1 挂膜驯化启动阶段
        6.2.2 短程硝化的实现
        6.2.3 短程硝化过程主要的影响因素
    6.3 本章小结
第7章 厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺研究
    7.1 材料与方法
        7.1.1 试验装置及工艺流程
        7.1.2 试验废水
        7.1.3 分析方法及仪器
    7.2 结果与分析
        7.2.1 外回流比对系统COD去除的影响
        7.2.2 外回流比对系统氨氮去除的影响
        7.2.3 外回流比对系统总氮去除的影响
        7.2.4 外回流比对系统亚硝酸盐氮累积的影响
        7.2.5 外回流比为300%时系统的运行性能
    7.3 本章小结
第8章 厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺处理猪场实际废水研究
    8.1 材料与方法
        8.1.1 试验装置及工艺流程
        8.1.2 试验用水
        8.1.3 分析方法
    8.2 结果与分析
        8.2.1 复合工艺的运行效果
        8.2.2 复合工艺系统的技术经济分析
    8.3 本章小结
第9章 结论与建议
    9.1 结论
    9.2 建议
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[2]UASB处理液晶废水COD去除率影响因素的研究[J]. 李晓哲,闵峰,王颖勃,贾海亮,朱渭峰,王小伟,姚勇平.  广东化工. 2010(06)
[3]厌氧氨氧化影响因素实验研究[J]. 游少鸿,李小霞,解庆林,马丽丽,潘小桃,赵文玉.  工业水处理. 2009(10)
[4]一体化两相厌氧反应器处理猪场废水的启动研究[J]. 浦跃武,郭梅君,刘族安.  华南理工大学学报(自然科学版). 2009(10)
[5]厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究[J]. 操家顺,周文理,张玉涛,韦启信.  南京理工大学学报(自然科学版). 2009(04)
[6]重金属对猪场废水厌氧消化蓄积抑制[J]. 孙建平,郑平,胡宝兰,余燚.  环境科学学报. 2009(08)
[7]EGSB-BAF集成系统实现厌氧氨氧化、甲烷化和短程硝化反硝化[J]. 张代钧,阎青,祖波.  环境科学研究. 2009(04)
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[10]污泥负荷对上流式厌氧污泥床中颗粒污泥快速形成的影响[J]. 韩丰波,呼世斌,冯贵颖,李发永,郑志伟.  环境污染与防治. 2008(01)

博士论文
[1]抗生素与重金属对猪场废水厌氧消化的抑制效应及其调控对策[D]. 孙建平.浙江大学 2009

硕士论文
[1]EGSB与BAF耦合的废水处理新工艺及其影响因素[D]. 阎青.重庆大学 2008
[2]全程自养脱氮及厌氧氨氧化的研究[D]. 唐林平.湖南大学 2008
[3]短程硝化—厌氧氨氧化工艺处理味精废水的研究[D]. 陈旭良.浙江大学 2006
[4]生物脱氮新工艺的研究[D]. 康晶.清华大学 2005



本文编号：3677050