硝化颗粒污泥—反硝化颗粒污泥耦合脱氮工艺研究
发布时间：2021-01-21 06:36
物化法通常是无机废水治理的首选技术,但存在运行成本高等问题。生化法虽然运行成本相对较低,但要实现无机废水高效脱氮亦困难重重,其中最大的难点是缺乏反硝化所需的碳源导致总无机氮（TIN）的去除能力十分有限。颗粒污泥因具有众多优点已成为了废水生物处理的热点研究技术之一。其中,自养硝化颗粒污泥（ANGS）具有良好的硝化能力,反硝化颗粒污泥（DGS）可以实现高效脱氮,通过二者的耦合可以实现无机高氨氮废水高效脱氮。然而,ANGS形成条件苛刻,DGS对进水碳氮比要求较高,导致如何实现二者的高效耦合仍缺乏系统认识。因此,为实现无机高氨氮废水高效脱氮,分别培养ANGS及DGS,探索二者耦合脱氮效果,为无机高氨氮废水治理提供理论指导。主要研究内容包括三部分:（1）以异养AGS为载体,通过逐渐减少进水COD并添加外源硝化细菌的策略快速驯化ANGS。在36天内成功培养出平均粒径为2.46 mm的ANGS,具有稳定的理化性质和污染物去除能力,即使增加进水氨氮负荷（0.561.28 kg/（m3?d））对其影响亦很小。亚硝酸盐积累率（NAR）始终保持在50%以上,表明A...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性硝化细菌污泥
第二章ANGS的快速培养及其稳定性研究14图2.2硝化颗粒污泥形态变化2.4.2污泥的理化特性（1）污泥沉降性能34天之前颗粒污泥的SVI呈下降（75.62~34.26mL/g）趋势，35~266天SVI稳定在15.71~34.88mL/g之间（图2.3a）。说明颗粒污泥在34天之后，颗粒污泥始终保持良好的沉降性能，即使培养后期逐渐增加氨氮负荷至1.28kg/(m3d)，SVI依然能够维持稳定，表明进水水质的变化对SVI无负面影响，反而有利于提高污泥的沉降性能。反应器中的SV30/SV5始终维持在0.9以上。结果表明接种AGS并添加硝化细菌快速培养硝化颗粒污泥的过程中污泥始终保持良好的沉降性能。（2）MLSS及MLVSS/MLSS前54天MLSS呈下降趋势（4910~3500mg/L）趋势，54~168天稳定在3000~3500mg/L左右之间，168~202天，MLSS呈下降（3590~2420mg/L）趋势，202~269天MLSS稳定在2700mg/L左右（图2.3b）。前54天由于逐渐减少进水COD，导致微生物所需的碳源不足，从而消耗颗粒污泥自身的有机物质，但并未导致颗粒解体，而是造成MLSS的下降。54~168天颗粒污泥逐渐被驯化，所以MLSS在波动中逐渐稳定。168天之后氨氮负荷逐渐增加，导致MLSS下降，随着颗粒污泥耐冲击负荷的增强，污泥的MLSS逐渐稳定。污泥的MLVSS/MLSS呈先下降（0.59~0.19）后上升（0.19~0.57）的趋势。COD投加量的减少导致异养微生物分解自身的有机物，导致前期MLVSS/MLSS下降，后期MLVSS/MLSS的上升是自养微生物逐渐富集的结果。（3）EPS及PN/PS前16天EPS含量迅速下降（35.0~13.42mg/gMLSS）。16~64天EPS含量在波动中有上升的趋势（13.42~38.57mg/gMLSS），64~269天稳定在20~35mg/gMLSS之间（图2.3c）。研究表明[84,85]，大量疏水基团存在于PN中，PN的增加有利于细胞表面疏水性的增加，促
第二章ANGS的快速培养及其稳定性研究202.6ANGS的储存和恢复2.6.1ANGS的储存利用琼脂将培养成熟的ANGS进行包埋干式储存，发现污泥表面大部分仍是光滑饱满的，但亦有坍塌出现缝隙。进一步观察可发现大量存活在颗粒表面无机物质包裹下的球菌、杆菌（图2.6）。B1、B2、B3和B4中的ANGS质量不同程度的减少（32.5%、31.3%、47.5%和39.2%），活性分别下降了47.7%、34.57%、53.63%和42.81%，同时厌氧微生物的增殖造成ANGS稳定性均下降，但污泥结构无明显变化。另外，低温储存降低了细胞水解与内源呼吸的速度，敞开的储存环境减少了有害气体对硝化细菌活性的抑制作用。因此，冷藏敞开的储存方式更有利于维持ANGS稳定性。图2.6不同方法储存前后ANGS的形态变化2.6.2ANGS的恢复恢复过程中，在好氧和基质充足的条件下，硝化细菌逐渐恢复活性并富集，同时曝气提供的水力剪切力和污泥之间相互碰撞产生的摩擦力，使微生物以碎片污泥为核心重新聚集而形成了新颗粒（图2.7），SVI稳定在30mL/g以下，SV30/SV5稳定在0.8到0.96，SOUR在22后恢复在18.6~28.9mgO2/gMLVSSh。40天后MLSS稳定在1710~2140mg/L左右，EPS稳定在20.1~25.1mg/gMLSS之间，在第50天ANGS的氨氮去除率达到80%左右，污染物去除能力完全恢复。储存后恢复过程中AOB中的Nitrosomonas(17.27%)、Comamonas(15.2%)和Thermomonas(3.15%)消失，新形成的优势菌属为Methylobacillus(40.92%)和Hyphomicrobium(11.62%)。由于储存前菌群在经过储存和恢复后
本文编号：2990661
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
活性硝化细菌污泥
第二章ANGS的快速培养及其稳定性研究14图2.2硝化颗粒污泥形态变化2.4.2污泥的理化特性（1）污泥沉降性能34天之前颗粒污泥的SVI呈下降（75.62~34.26mL/g）趋势，35~266天SVI稳定在15.71~34.88mL/g之间（图2.3a）。说明颗粒污泥在34天之后，颗粒污泥始终保持良好的沉降性能，即使培养后期逐渐增加氨氮负荷至1.28kg/(m3d)，SVI依然能够维持稳定，表明进水水质的变化对SVI无负面影响，反而有利于提高污泥的沉降性能。反应器中的SV30/SV5始终维持在0.9以上。结果表明接种AGS并添加硝化细菌快速培养硝化颗粒污泥的过程中污泥始终保持良好的沉降性能。（2）MLSS及MLVSS/MLSS前54天MLSS呈下降趋势（4910~3500mg/L）趋势，54~168天稳定在3000~3500mg/L左右之间，168~202天，MLSS呈下降（3590~2420mg/L）趋势，202~269天MLSS稳定在2700mg/L左右（图2.3b）。前54天由于逐渐减少进水COD，导致微生物所需的碳源不足，从而消耗颗粒污泥自身的有机物质，但并未导致颗粒解体，而是造成MLSS的下降。54~168天颗粒污泥逐渐被驯化，所以MLSS在波动中逐渐稳定。168天之后氨氮负荷逐渐增加，导致MLSS下降，随着颗粒污泥耐冲击负荷的增强，污泥的MLSS逐渐稳定。污泥的MLVSS/MLSS呈先下降（0.59~0.19）后上升（0.19~0.57）的趋势。COD投加量的减少导致异养微生物分解自身的有机物，导致前期MLVSS/MLSS下降，后期MLVSS/MLSS的上升是自养微生物逐渐富集的结果。（3）EPS及PN/PS前16天EPS含量迅速下降（35.0~13.42mg/gMLSS）。16~64天EPS含量在波动中有上升的趋势（13.42~38.57mg/gMLSS），64~269天稳定在20~35mg/gMLSS之间（图2.3c）。研究表明[84,85]，大量疏水基团存在于PN中，PN的增加有利于细胞表面疏水性的增加，促
第二章ANGS的快速培养及其稳定性研究202.6ANGS的储存和恢复2.6.1ANGS的储存利用琼脂将培养成熟的ANGS进行包埋干式储存，发现污泥表面大部分仍是光滑饱满的，但亦有坍塌出现缝隙。进一步观察可发现大量存活在颗粒表面无机物质包裹下的球菌、杆菌（图2.6）。B1、B2、B3和B4中的ANGS质量不同程度的减少（32.5%、31.3%、47.5%和39.2%），活性分别下降了47.7%、34.57%、53.63%和42.81%，同时厌氧微生物的增殖造成ANGS稳定性均下降，但污泥结构无明显变化。另外，低温储存降低了细胞水解与内源呼吸的速度，敞开的储存环境减少了有害气体对硝化细菌活性的抑制作用。因此，冷藏敞开的储存方式更有利于维持ANGS稳定性。图2.6不同方法储存前后ANGS的形态变化2.6.2ANGS的恢复恢复过程中，在好氧和基质充足的条件下，硝化细菌逐渐恢复活性并富集，同时曝气提供的水力剪切力和污泥之间相互碰撞产生的摩擦力，使微生物以碎片污泥为核心重新聚集而形成了新颗粒（图2.7），SVI稳定在30mL/g以下，SV30/SV5稳定在0.8到0.96，SOUR在22后恢复在18.6~28.9mgO2/gMLVSSh。40天后MLSS稳定在1710~2140mg/L左右，EPS稳定在20.1~25.1mg/gMLSS之间，在第50天ANGS的氨氮去除率达到80%左右，污染物去除能力完全恢复。储存后恢复过程中AOB中的Nitrosomonas(17.27%)、Comamonas(15.2%)和Thermomonas(3.15%)消失，新形成的优势菌属为Methylobacillus(40.92%)和Hyphomicrobium(11.62%)。由于储存前菌群在经过储存和恢复后
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