一体化生物膜—颗粒污泥耦合反应器实现同步脱氮除磷的技术研究
发布时间：2022-09-17 16:49
氮、磷的过量排放是造成水体富营养化的主要原因。随着污水排放标准的不断提高,特别是生活污水在污水排放量比重的逐年增加,在去除有机物的同时实现对氮磷达标排放的水处理工艺已成为目前研究热点。针对我国污水处理厂脱氮除磷工艺普遍存在着能耗高、效率低以及运行不稳定的现状,本项研究采用自行设计的一套生物膜-颗粒污泥耦合反应装置,将悬浮填料生物膜和颗粒污泥两种水处理技术相结合,根据各类细菌的代谢特性,在装置不同区域通过参数调节厌氧、好氧、缺氧过程,从而实现同步脱氮除磷。本课题以模拟废水为处理对象,将悬浮载体生物膜和颗粒污泥技术耦合,全面研究生物膜／颗粒污泥耦合工艺反硝化除磷脱氮的可行性,首先,提出快速富集反硝化颗粒污泥的策略并成功启动耦合工艺,考察不同进水方式和不同好／厌氧区容积负荷对耦合工艺反硝化除磷脱氮的影响,并以此为基础,开发了改进型生物膜／颗粒污泥耦合工艺,同时考察了HRT、曝气量、温度和碳源等不同影响因素对改进型耦合工艺的影响。 悬浮载体生物膜和厌氧颗粒污泥分别是脱氮除磷工艺中最为高效的处理手段。本研究以自行设计、研发的生物膜-颗粒污泥耦合工艺反应器（专利申请号：20111029347...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 目的与意义
1.3 污水生物脱氮除磷理论
1.3.1 生物脱氮机理
1.3.2 生物除磷机理
1.3.3 生物脱氮除磷组合工艺
1.4 可持续生物除磷脱氮工艺技术基础
1.4.1 反硝化除磷原理
1.4.2 反硝化聚磷微生物的研究
1.5 本文研究内容和创新点
1.5.1 研究内容
1.5.2 创新点
2 材料与方法
2.1 实验装置
2.2 实验用水及污泥
2.2.1 实验用水水质
2.2.2 试验污泥
2.3 悬浮载体选择
2.4 主要仪器和分析检测方法
3 生物膜/颗粒污泥耦合工艺的启动
3.1 好氧硝化生物膜培养
3.1.1 载体选择
3.1.2 驯化方式
3.1.3 驯化阶段对氨氮去除效果
3.2 反硝化聚磷菌富集
3.2.1 试验方案设计
3.2.2 颗粒污泥富集阶段的运行效果
3.2.3 颗粒污泥富集阶段释磷和吸磷特性
3.2.4 颗粒污泥富集阶段污泥特性
3.3 本章小结
4 不同进水方式对生物膜/颗粒污泥耦合工艺的影响研究
4.1 瞬时进水实现生物膜/颗粒污泥耦合工艺的研究
4.1.1 采取瞬时进水实现同步脱氮除磷的研究方案
4.1.2 不同工况条件下系统的有机去除负荷的变化
4.1.3 不同工况条件下系统的氨氧化特性
4.1.4 不同工况条件下系统的释磷和吸磷特性
4.2 采取连续进水方式体系的运行效能分析
4.2.1 采取连续进水实现同步脱氮除磷的研究方案
4.2.2 生物膜/颗粒污泥耦合工艺有机物去除平衡分析
4.2.3 采取连续进水方式下脱氮除磷效果
4.3 采用不同进水方式运行状况对比分析
4.3.1 同步脱氮除磷效果对比分析
4.3.2 反硝化除磷效率对比分析
4.4 本章小结
5 不同好/厌氧区容积负荷对耦合工艺运行效能的影响
5.1 试验方案
5.2 不同好氧区容积负荷对氨氧化的影响
5.2.1 氨氮的去除
5.2.2 不同好氧区容积氮去除速率
5.2.3 不同好氧区容积负荷硝化菌的氨氧化速率
5.3 不同厌氧区容积负荷对反硝化除磷的影响
5.3.1 有机物去除
5.3.2 不同厌氧区容积负荷对释磷量的影响
5.3.3 不同厌氧区容积负荷对吸磷量的影响
5.3.4 生物膜-颗粒污泥反应器内反硝化除磷反应计量学
5.4 本章小结
6 改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷效能及影响因素研究
6.1 改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺及运行效果对比分析
6.2 HRT对改进型耦合工艺脱氮除磷影响
6.2.1 不同厌氧和好氧时间下的有机物降解速率
6.2.2 HRT对反硝化脱氮速率的影响
6.2.3 HRT对厌氧段释磷碳源利用率的影响
6.2.4 HRT对缺氧吸磷的影响
6.3 曝气量对改进型耦合工艺脱氮除磷影响
6.3.1 曝气量对好氧段氨氧化的影响
6.3.2 曝气量对吸磷效率的影响
6.4 温度对改进型耦合工艺脱氮除磷的影响
6.4.1 温度对厌氧释磷的影响
6.4.2 温度对同步脱氮吸磷的影响
6.4.3 温度对反硝化除磷效率的影响
6.5 碳源对改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺的影响
6.5.1 碳源选择
6.5.2 碳源对磷酸盐去除影响
6.5.3 不同碳源的释/吸磷计量关系
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学法去除焦化废水中氨的动力学研究(英文)[J]. 梁镇海,李素,郭文倩,樊彩梅. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2011(04)
[2]不同有机碳源对SBR工艺同步硝化反硝化影响[J]. 张万友,张兰河,杨涛,张海丰. 化工进展. 2010(12)
[3]硝化型曝气生物滤池的挂膜与启动[J]. 王建华,陈永志,彭永臻. 环境工程学报. 2010(10)
[4]Effect of substrate COD/N ratio on performance and microbial community structure of a membrane aerated biofilm reactor[J]. Huijun Liu1,Fenglin Yang2,Shuyi Shi1,Xincheng Liu1 1.China Agriculture University,Yantai 264670,China. 2.School of Environmental and Biological Science and Technology,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China. Journal of Environmental Sciences. 2010(04)
[5]厌氧释磷量和温度对反硝化聚磷的影响[J]. 史静,吕锡武. 化工学报. 2010(01)
[6]SBR中反硝化聚磷菌的培养驯化研究[J]. 杨文婷,沈耀良. 环境科学与技术. 2009(08)
[7]DO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究[J]. 荣宏伟,张朝升,彭永臻,张可方. 环境科学与技术. 2009(08)
[8]低碳源城市污水的低氧同步脱氮除磷研究[J]. 胡学斌,杨柳,吉芳英,习劲,万小军,胥池,何强. 中国给水排水. 2009(13)
[9]改良Bardenpho工艺同步脱氮除磷处理小区生活污水[J]. 郭远凯,黎松强,吴馥萍. 水处理技术. 2008(10)
[10]SBR中生物除磷颗粒污泥的反硝化聚磷研究[J]. 刘小英,赵红梅,彭党聪,穗贤杰. 环境科学. 2008(08)
博士论文
[1]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
本文编号：3679594
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景
1.2 目的与意义
1.3 污水生物脱氮除磷理论
1.3.1 生物脱氮机理
1.3.2 生物除磷机理
1.3.3 生物脱氮除磷组合工艺
1.4 可持续生物除磷脱氮工艺技术基础
1.4.1 反硝化除磷原理
1.4.2 反硝化聚磷微生物的研究
1.5 本文研究内容和创新点
1.5.1 研究内容
1.5.2 创新点
2 材料与方法
2.1 实验装置
2.2 实验用水及污泥
2.2.1 实验用水水质
2.2.2 试验污泥
2.3 悬浮载体选择
2.4 主要仪器和分析检测方法
3 生物膜/颗粒污泥耦合工艺的启动
3.1 好氧硝化生物膜培养
3.1.1 载体选择
3.1.2 驯化方式
3.1.3 驯化阶段对氨氮去除效果
3.2 反硝化聚磷菌富集
3.2.1 试验方案设计
3.2.2 颗粒污泥富集阶段的运行效果
3.2.3 颗粒污泥富集阶段释磷和吸磷特性
3.2.4 颗粒污泥富集阶段污泥特性
3.3 本章小结
4 不同进水方式对生物膜/颗粒污泥耦合工艺的影响研究
4.1 瞬时进水实现生物膜/颗粒污泥耦合工艺的研究
4.1.1 采取瞬时进水实现同步脱氮除磷的研究方案
4.1.2 不同工况条件下系统的有机去除负荷的变化
4.1.3 不同工况条件下系统的氨氧化特性
4.1.4 不同工况条件下系统的释磷和吸磷特性
4.2 采取连续进水方式体系的运行效能分析
4.2.1 采取连续进水实现同步脱氮除磷的研究方案
4.2.2 生物膜/颗粒污泥耦合工艺有机物去除平衡分析
4.2.3 采取连续进水方式下脱氮除磷效果
4.3 采用不同进水方式运行状况对比分析
4.3.1 同步脱氮除磷效果对比分析
4.3.2 反硝化除磷效率对比分析
4.4 本章小结
5 不同好/厌氧区容积负荷对耦合工艺运行效能的影响
5.1 试验方案
5.2 不同好氧区容积负荷对氨氧化的影响
5.2.1 氨氮的去除
5.2.2 不同好氧区容积氮去除速率
5.2.3 不同好氧区容积负荷硝化菌的氨氧化速率
5.3 不同厌氧区容积负荷对反硝化除磷的影响
5.3.1 有机物去除
5.3.2 不同厌氧区容积负荷对释磷量的影响
5.3.3 不同厌氧区容积负荷对吸磷量的影响
5.3.4 生物膜-颗粒污泥反应器内反硝化除磷反应计量学
5.4 本章小结
6 改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺脱氮除磷效能及影响因素研究
6.1 改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺及运行效果对比分析
6.2 HRT对改进型耦合工艺脱氮除磷影响
6.2.1 不同厌氧和好氧时间下的有机物降解速率
6.2.2 HRT对反硝化脱氮速率的影响
6.2.3 HRT对厌氧段释磷碳源利用率的影响
6.2.4 HRT对缺氧吸磷的影响
6.3 曝气量对改进型耦合工艺脱氮除磷影响
6.3.1 曝气量对好氧段氨氧化的影响
6.3.2 曝气量对吸磷效率的影响
6.4 温度对改进型耦合工艺脱氮除磷的影响
6.4.1 温度对厌氧释磷的影响
6.4.2 温度对同步脱氮吸磷的影响
6.4.3 温度对反硝化除磷效率的影响
6.5 碳源对改进型生物膜/颗粒污泥耦合工艺的影响
6.5.1 碳源选择
6.5.2 碳源对磷酸盐去除影响
6.5.3 不同碳源的释/吸磷计量关系
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学法去除焦化废水中氨的动力学研究(英文)[J]. 梁镇海,李素,郭文倩,樊彩梅. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2011(04)
[2]不同有机碳源对SBR工艺同步硝化反硝化影响[J]. 张万友,张兰河,杨涛,张海丰. 化工进展. 2010(12)
[3]硝化型曝气生物滤池的挂膜与启动[J]. 王建华,陈永志,彭永臻. 环境工程学报. 2010(10)
[4]Effect of substrate COD/N ratio on performance and microbial community structure of a membrane aerated biofilm reactor[J]. Huijun Liu1,Fenglin Yang2,Shuyi Shi1,Xincheng Liu1 1.China Agriculture University,Yantai 264670,China. 2.School of Environmental and Biological Science and Technology,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China. Journal of Environmental Sciences. 2010(04)
[5]厌氧释磷量和温度对反硝化聚磷的影响[J]. 史静,吕锡武. 化工学报. 2010(01)
[6]SBR中反硝化聚磷菌的培养驯化研究[J]. 杨文婷,沈耀良. 环境科学与技术. 2009(08)
[7]DO对SBBR工艺同步硝化反硝化的影响研究[J]. 荣宏伟,张朝升,彭永臻,张可方. 环境科学与技术. 2009(08)
[8]低碳源城市污水的低氧同步脱氮除磷研究[J]. 胡学斌,杨柳,吉芳英,习劲,万小军,胥池,何强. 中国给水排水. 2009(13)
[9]改良Bardenpho工艺同步脱氮除磷处理小区生活污水[J]. 郭远凯,黎松强,吴馥萍. 水处理技术. 2008(10)
[10]SBR中生物除磷颗粒污泥的反硝化聚磷研究[J]. 刘小英,赵红梅,彭党聪,穗贤杰. 环境科学. 2008(08)
博士论文
[1]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
本文编号：3679594
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3679594.html
