基于分子生物学技术的三维电极生物膜与硫自养耦合脱氮工艺研究
发布时间：2023-07-28 10:26
城市污水处理厂尾水作为再生水回用有多种途径，可以有效缓解北京市缺水的难题。受污水处理脱氮技术限制，尾水中仍含有一定量的氮元素，进入环境中可导致多种公共健康和环境安全隐患。因此，对于城市污水处理厂尾水中TN的深度去除新工艺研究成为目前迫切需要解决的关键问题。 本文基于污水厂尾水水质和三维电极生物膜工艺(3BER)反硝化碳源需求量少的特点，将3BER和硫自养反硝化工艺相耦合(3BER-S)，用以强化低碳氮比条件下的总氮去除效果。通过3BER-S与3BER对比运行，并结合分子生物学技术，分别研究了碳氮比、电流、pH和HRT对3BER-S的影响；不同碳氮比和电流条件下3BER-S生物膜中的反硝化细菌的多样性；并对3BER-S中微生物群落结构及表观形态特征进行了研究，从宏观运行效果和微生物角度剖析3BER-S耦合工艺的运行特性和脱氮机理。为污水处理厂尾水深度脱氮技术提供应用参考。 研究结果表明，与3BER工艺相比，3BER-S工艺具有更高的脱氮效率和更强的pH平衡能力，且出水中NO2--N的平均积累量也较低；3BER-S更适合低碳氮比的城市污水厂尾水脱氮处理，在低碳氮比低电流时其对TN和NO3-...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 课题的提出及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 关于三维电极生物膜脱氮工艺的研究
1.2.2 关于硫自养脱氮工艺的研究
1.2.3 关于三维电极生物膜与硫自养联合脱氮工艺的研究
1.2.4 分子生物学技术在污水深度脱氮处理领域的应用
1.3 研究内容
1.3.1 3BER-S 运行特性研究
1.3.2 3BER-S 影响因素的研究
1.3.3 3BER-S 中生物膜种群及表观形态特征分析
1.3.4 不同运行条件对 3BER-S 中反硝化菌群的影响研究
1.4 技术路线
第2章 实验装置与分析方法
2.1 实验装置
2.2 水质指标测定方法
2.3 反应器的启动方法
第3章 3BER-S 耦合脱氮工艺运行特性研究
3.1 3BER-S 的工作原理
3.2 3BER-S 工艺运行特性研究
3.2.1 TN 去除率
3.2.2 平衡系统 pH 能力
3.2.3 NO2
--N 积累情况
3.2.4 3BER-S 耦合系统中硫自养反硝化作用的定量分析
3.3 本章小结
第4章 3BER-S 耦合脱氮工艺影响因素研究
4.1 碳氮比的影响
4.1.1 碳氮比对 3BER-S 脱氮效率的影响
4.1.2 基于 3BER-S 运行数据的脱氮机理分析
4.1.3 碳氮比对 3BER-S 出水 pH 的影响
4.2 电流的影响
4.2.1 电流对 3BER-S 的 TN 和 NO3--N 去除率的影响
4.2.2 电流对 3BER-S 的出水中 NH4
+-N 和 NO2
--N 积累量的影响
4.2.3 电流对 3BER-S 的出水中 SO4
2-积累量的影响
4.3 进水 pH 的影响
4.3.1 进水 pH 对 3BER-S 的 TN 去除率的影响
4.3.2 进水 pH 对 3BER-S 的出水 pH 的影响
4.4. HRT 的影响
4.4.1 HRT 对 3BER-S 的 TN 及 NO3
--N 去除率的影响
4.4.2 HRT 对 3BER-S 的 TN 去除负荷的影响
4.4.3 HRT 对 3BER-S 出水 SO4
2-积累量的影响
4.5. 本章小结
第5章 3BER-S 中微生物群落结构及表观形态特征
5.1 3BER-S 中微生物群落结构
5.1.1 实验方法
5.1.2 3BER-S 中微生物群落结构
5.2 3BER-S 中微生物的表观形态特征
5.3 本章小结
第6章 不同运行条件下 3BER-S 中反硝化菌群多样性研究
6.1 样品采集
6.2 实验方法
6.3 不同运行条件下 3BER-S 中反硝化菌群的多样性
6.3.1 高碳氮比低电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.3.2 低碳氮比低电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.3.3 低碳氮比高电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.4 碳氮比对 3BER-S 中反硝化菌群的影响
6.5 电流对 3BER-S 中反硝化菌群的影响
6.6 3BER-S 的脱氮机理分析
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所获科研成果
致谢
本文编号：3837738
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
1.1 课题的提出及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 关于三维电极生物膜脱氮工艺的研究
1.2.2 关于硫自养脱氮工艺的研究
1.2.3 关于三维电极生物膜与硫自养联合脱氮工艺的研究
1.2.4 分子生物学技术在污水深度脱氮处理领域的应用
1.3 研究内容
1.3.1 3BER-S 运行特性研究
1.3.2 3BER-S 影响因素的研究
1.3.3 3BER-S 中生物膜种群及表观形态特征分析
1.3.4 不同运行条件对 3BER-S 中反硝化菌群的影响研究
1.4 技术路线
第2章 实验装置与分析方法
2.1 实验装置
2.2 水质指标测定方法
2.3 反应器的启动方法
第3章 3BER-S 耦合脱氮工艺运行特性研究
3.1 3BER-S 的工作原理
3.2 3BER-S 工艺运行特性研究
3.2.1 TN 去除率
3.2.2 平衡系统 pH 能力
3.2.3 NO2
--N 积累情况
3.2.4 3BER-S 耦合系统中硫自养反硝化作用的定量分析
3.3 本章小结
第4章 3BER-S 耦合脱氮工艺影响因素研究
4.1 碳氮比的影响
4.1.1 碳氮比对 3BER-S 脱氮效率的影响
4.1.2 基于 3BER-S 运行数据的脱氮机理分析
4.1.3 碳氮比对 3BER-S 出水 pH 的影响
4.2 电流的影响
4.2.1 电流对 3BER-S 的 TN 和 NO3--N 去除率的影响
4.2.2 电流对 3BER-S 的出水中 NH4
+-N 和 NO2
--N 积累量的影响
4.2.3 电流对 3BER-S 的出水中 SO4
2-积累量的影响
4.3 进水 pH 的影响
4.3.1 进水 pH 对 3BER-S 的 TN 去除率的影响
4.3.2 进水 pH 对 3BER-S 的出水 pH 的影响
4.4. HRT 的影响
4.4.1 HRT 对 3BER-S 的 TN 及 NO3
--N 去除率的影响
4.4.2 HRT 对 3BER-S 的 TN 去除负荷的影响
4.4.3 HRT 对 3BER-S 出水 SO4
2-积累量的影响
4.5. 本章小结
第5章 3BER-S 中微生物群落结构及表观形态特征
5.1 3BER-S 中微生物群落结构
5.1.1 实验方法
5.1.2 3BER-S 中微生物群落结构
5.2 3BER-S 中微生物的表观形态特征
5.3 本章小结
第6章 不同运行条件下 3BER-S 中反硝化菌群多样性研究
6.1 样品采集
6.2 实验方法
6.3 不同运行条件下 3BER-S 中反硝化菌群的多样性
6.3.1 高碳氮比低电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.3.2 低碳氮比低电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.3.3 低碳氮比高电流条件下 3BER-S 中反硝化菌群分布
6.4 碳氮比对 3BER-S 中反硝化菌群的影响
6.5 电流对 3BER-S 中反硝化菌群的影响
6.6 3BER-S 的脱氮机理分析
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所获科研成果
致谢
本文编号：3837738
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