高氨氮废水短程硝化影响因素的研究

发布时间：2017-07-30 02:03

  本文关键词：高氨氮废水短程硝化影响因素的研究

  更多相关文章： 短程硝化 间歇曝气 氨氮负荷 SBR反应器 氨氧化菌 亚硝化菌

【摘要】：处理低C/N比污水尤其高氨氮工业废水时,传统生物脱氮技术具有碳源不足、脱氮效率低等缺陷,而短程硝化-反硝化(Short-cut Nitrification and Denitrification)工艺具有节能、节省碳源、缩短水力停留时间等优势。作为短程硝化-反硝化工艺的第一阶段,短程硝化工艺主要是将水中氨氮转化成亚硝态氮并保证亚硝态氮积累率要超过50%。短程硝化工艺的影响因素包括温度、进水氨氮负荷、污泥停留时间(SRT)、pH值、溶解氧(DO)、游离氨(Free ammonia,FA)和游离亚硝酸(Free nitrous acid,FNA)和间歇曝气方式。从实际工艺角度出发,本研究分别选择提高氨氮负荷和间歇曝气方式作为短程硝化工艺的控制手段,即逐步提高进水氨氮浓度,以及通过自动控制程序使序批式反应器(SBR)中实现周期内好氧环境和缺氧环境的交替进行,从而促进氨氧化菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)的生长并抑制亚硝化菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB)的生长,实现短程硝化。实现短程硝化后,在SBR反应器中尝试了分段进水条件下短程硝化-反硝化的可行性研究,为实际处理废水提供基础数据参考。主要研究结果如下:(1)利用SBR反应器在室温(20~30℃)逐步提高进水氨氮浓度对污泥进行驯化试验中,当进水氨氮浓度分别为100 mg/L和200 mg/L时,氨氮几乎完全去除,反应器中没有出现亚硝态氮的积累。当浓度增加至400 mg/L时,氨氮不能被完全去除,亚硝态氮积累率超过50%,实现短程硝化。(2)提高进水氨氮浓度试验中,不同阶段单个周期各种形态氮浓度的变化曲线与pH、DO及ORP变化曲线其升降变化趋势相对应,验证了pH、DO及ORP的在线检测能够用来指示反映氨谷点和硝化结束点。由此可以借助pH、DO和ORP在线检测来控制系统反应时间实现短程硝化。改变间歇曝气方式试验中,周期内pH、DO及ORP规律明显,表现出交替缺氧好氧的特征。(3)改变间歇曝气方式试验中,第四阶段溶解氧浓度0~1.7mg/L,氨氮去除率80%,亚硝态氮积累率95%,污泥沉降性能和生物量良好。此阶段促进AOB生长,NOB生长受FA和FNA的双重抑制,保证AOB处于竞争优势地位。
【关键词】：短程硝化 间歇曝气 氨氮负荷 SBR反应器 氨氧化菌 亚硝化菌
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 传统生物脱氮技术11-12
• 1.3 新型生物脱氮技术12-16
• 1.3.1 同时硝化反硝化工艺 (Simultaneous Nitrification andDenitrification)12-14
• 1.3.2 短程硝化-反硝化工艺 (Short-cut Nitrification andDenitrification)14
• 1.3.3 厌氧氨氧化工艺 (Anammox)14-16
• 1.4 新型氨氮资源化技术16-17
• 1.5 亚硝化影响因素17-21
• 1.5.1 温度17
• 1.5.2 溶解氧 (DO)17-18
• 1.5.3 pH18
• 1.5.4 间歇曝气18-19
• 1.5.5 游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)19-21
• 1.5.6 分段进水21
• 1.6 本课题研究目的及意义21-23
• 2 材料与方法23-29
• 2.1 实验装置23-24
• 2.2 接种污泥与模拟废水24-25
• 2.2.1 接种污泥24
• 2.2.2 模拟废水24-25
• 2.3 试验进程及各阶段运行参数25-26
• 2.4 试验仪器及分析试剂26
• 2.4.1 试验仪器26
• 2.4.2 实验药品26
• 2.5 试验分析指标与检测26-29
• 2.5.1 常规指标26-27
• 2.5.2 氨氮、亚硝态氮、硝态氮、总氮标准曲线27-29
• 3 不同氨氮浓度下短程硝化启动及其动力学研究29-39
• 3.1 SBR反应器系统启动29-30
• 3.2 硝化污泥驯化过程中亚硝态氮的积累情况30-32
• 3.3 SBR反应器内污泥生长32-33
• 3.4 不同时期典型周期内硝化过程动力学研究33-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 曝气方式对短程硝化的影响研究39-63
• 4.1 引言39
• 4.2 试验方案与运行参数39-40
• 4.3 试验结果与讨论40-59
• 4.3.1 氨氮的去除40-41
• 4.3.2 溶解氧对亚硝态氮积累效果的影响及分析41-44
• 4.3.3 间歇曝气典型周期内pH、DO及ORP的变化曲线规律分析44-51
• 4.3.4 SBR系统典型周期内氮的转化规律51-56
• 4.3.5 污泥生长特点56-59
• 4.4 尝试分段进水短程硝化-反硝化的可行性研究59-61
• 4.4.1 进水策略59
• 4.4.2 分段进水典型周期内过程动力学59-61
• 4.5 本章小结61-63
• 5 结论和建议63-64
• 5.1 结论63
• 5.2 主要建议63-64
• 参考文献64-71
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果71-73
• 致谢73

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本文编号：592004