不同电子供体深度脱氮工艺及微生物群落特征研究

深度脱氮论文 固相反硝化论文 氢自养反硝化论文 电子供体论文
论文详情
为实现城市污水处理后作为天然水体的补给水源以及进行高品质再生利用的目标,满足城镇污水总氮排放标准,本论文分别研究了乙酸钠、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)和氢气为电子供体的深度脱氮工艺,并针对利用固体碳源和氢气的反硝化工艺开发出新型固体碳源双层滤料滤池和无泡供氢自养反硝化反应器;解析了外加不同电子供体的反硝化系统中微生物群落结构特征。主要研究结果如下:(1)反硝化滤池外加乙酸钠作为电子供体,可在5d内实现快速启动。运行温度低于10℃时,出水TN可稳定低于3.0mg/L,反硝化速率达2.81kgN/(m3·d)。为保证脱氮效果和控制出水中有机物残留水平,进水中COD/N适宜范围是4.4~4.8。(2)开发出“固体碳源-石英砂双层过滤污水深度处理工艺”,分别填充PCL和PHA对城镇二级出水进行深度处理,同时实现深度脱氮和去除悬浮固体(SS)。以PCL和PHA为碳源,18~20℃时,出水TN<10.0mg/L,反硝化速率分别为3.74和0.51kgN/(m3·d);8~9℃时,反硝化速率分别为1.42和0.13kgN/(m3·d),出水出现NO2-N积累,分别达1.2和2.7mg/L;进水SS为16.0~19.0mg/L时,滤池出水SS<4.0mg/L;两种滤池出水总有机碳(TOC)比进水分别增加0.63和0.57mg/L。(3)开发出“无泡膜供氢自养反硝化污水深度脱氮工艺”,实现了对实际城镇污水高效稳定的深度脱氮处理。30℃运行时,出水TN小于1.0mg/L;15℃运行时,出水TN小于3.0mg/L,反硝化速率为0.23kgN/(m3·d);出水TOC比进水平均增加约0.41mg/L;溶解氧(DO)对氢自养反硝化过程无显著影响,出水DO比进水平均仅减少1.20mg/L。(4)城镇污水深度反硝化系统内的微生物群落多样性低于生物法二级处理系统;电子供体类型对系统微生物群落结构有显著影响,各系统内的优势菌属存在明显差别;在氢自养反硝化系统中发现未见报道具有氢自养反硝化功能的Proteiniphilum、Dysgonomonas、Silanimonas和Arenimonas四种菌属的优势生长。(5)城镇污水深度脱氮运行成本中,仅计算投加电子供体的费用时,将单位质量的硝态氮还原为氮气所需要的费用由低到高依次为甲醇、氢气、乙酸钠、PHA和PCL,相应的脱氮成本分别为6.96、11.15、12.04、68.4和95.2元/kgN。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
第1章 绪论第10-37页
    1.1 城镇污水深度脱氮的需求与技术第10-14页
        1.1.1 城镇污水再生利用的需求第10页
        1.1.2 城镇污水处理厂出水总氮控制标准与处理现状第10-13页
        1.1.3 城镇污水处理厂深度生物脱氮技术特征第13-14页
    1.2 外加液态碳源的深度反硝化技术第14-21页
        1.2.1 液态碳源的种类第14-16页
        1.2.2 外加液态碳源的深度反硝化工艺研究第16-20页
        1.2.3 外加液态碳源的深度反硝化工艺的工程应用第20页
        1.2.4 外加液态碳源的深度反硝化工艺存在的问题第20-21页
    1.3 固相反硝化技术的研究进展第21-26页
        1.3.1 固相反硝化的碳源种类第21-24页
        1.3.2 固相反硝化系统的微生物学研究第24-26页
        1.3.3 固相反硝化技术的应用现状第26页
    1.4 氢自养反硝化技术的研究进展第26-34页
        1.4.1 氢自养反硝化原理与特点第26-27页
        1.4.2 氢自养反硝化微生物研究第27-31页
        1.4.3 氢自养反硝化效果影响因素第31页
        1.4.4 氢自养反硝化工艺第31-33页
        1.4.5 氢自养反硝化工艺的应用第33-34页
    1.5 研究的目的与内容第34-37页
        1.5.1 研究目的第34页
        1.5.2 研究内容第34-37页
第2章 外加乙酸钠的反硝化滤池工艺研究第37-52页
    2.1 材料与方法第37-42页
        2.1.1 试验装置与系统第37-39页
        2.1.2 试验用水与接种污泥第39页
        2.1.3 试验条件第39-42页
        2.1.4 分析与检测方法第42页
    2.2 反硝化滤池的启动与试运行第42-44页
    2.3 不同 C/N 下的反硝化特征第44-47页
    2.4 低温条件下的反硝化特性第47-48页
    2.5 外加甲醇为电子供体的反硝化速率第48-49页
    2.6 进出水溶解氧和 pH 的变化第49-51页
    2.7 本章小结第51-52页
第3章 固相碳源反硝化深度脱氮工艺研究第52-110页
    3.1 固相反硝化碳源材料的筛选第52-56页
        3.1.1 材料与方法第52-55页
        3.1.2 反硝化速率的比较第55页
        3.1.3 有机物溶解释放速率的比较第55-56页
    3.2 以 PCL 和 PHA 为固体碳源的双层滤料滤池试验研究第56-93页
        3.2.1 材料与方法第56-61页
        3.2.2 固体碳源-石英砂双层滤料滤池的启动第61-65页
        3.2.3 固体碳源双层滤料滤池试运行阶段的深度脱氮效果第65-68页
        3.2.4 不同滤速下固体碳源-石英砂双层滤料滤池的脱氮效果第68-72页
        3.2.5 不同温度下固体碳源-石英砂双层滤料滤池的脱氮效果第72-75页
        3.2.6 固体碳源-石英砂双层滤料滤池的过滤效果第75-76页
        3.2.7 进出水有机物的变化第76-87页
        3.2.8 进出水 pH 的变化第87-89页
        3.2.9 进出水 DO 变化与碳源有效利用效率第89-91页
        3.2.10 反硝化污泥负荷第91-92页
        3.2.11 以 PCL 和 PHA 为固体碳源的双层滤料滤池的比较第92-93页
    3.3 固体碳源的有机物释放机制和动力学特征第93-99页
        3.3.1 材料与方法第93-94页
        3.3.2 微生物和硝酸盐对 PHAs 的 TOC 释放的影响第94-95页
        3.3.3 PHAs 颗粒的挂膜效果第95-96页
        3.3.4 温度对 PHAs 反硝化效果的影响第96-97页
        3.3.5 pH 对 PHAs 反硝化效果的影响第97页
        3.3.6 NO_3 -N 浓度对 PHAs 的反硝化速率的影响第97-99页
    3.4 以淀粉/PVA 共混物为固体碳源的反硝化试验第99-107页
        3.4.1 材料与方法第99-101页
        3.4.2 不同淀粉含量的共混颗粒的反硝化效果第101-103页
        3.4.3 温度对反硝化效果影响第103-104页
        3.4.4 有机物的释放机制分析第104-106页
        3.4.5 以 S/PVA-70 为固体碳源采用连续进水运行方式的反硝化效果第106-107页
    3.5 本章小结第107-110页
第4章 无泡供氢自养反硝化深度脱氮工艺研究第110-135页
    4.1 材料与方法第110-116页
        4.1.1 氢自养反硝化菌的筛选与氢自养反硝化特征第110-112页
        4.1.2 无泡供氢自养反硝化试验装置系统第112-114页
        4.1.3 试验用水和接种污泥第114页
        4.1.4 运行条件第114-116页
        4.1.5 分析测试方法第116页
    4.2 氢自养反硝化菌的驯化培养与反硝化特性第116-120页
        4.2.1 氢自养反硝化菌的驯化培养第116-117页
        4.2.2 氢自养反硝化过程的验证第117-118页
        4.2.3 氢自养反硝化特性第118-120页
    4.3 无泡供氢自养反硝化反应器的启动第120-121页
    4.4 无泡供氢自养反硝化反应器处理模拟污水第121-122页
    4.5 无泡供氢自养反硝化反应器处理二级出水第122-133页
        4.5.1 不同进水 NO-3-N 负荷下反应器的运行效果第122-125页
        4.5.2 低温条件下的连续运行效果第125-127页
        4.5.3 进出水有机物的变化第127-129页
        4.5.4 不同温度对反应器反硝化速率的影响第129-130页
        4.5.5 溶解氧对氢自养反硝化的影响第130-131页
        4.5.6 氢自养反硝化对出水 pH 的影响第131-132页
        4.5.7 载体表面微生物形态分析第132-133页
    4.6 本章小结第133-135页
第5章 不同电子供体反硝化系统中微生物群落特性研究第135-160页
    5.1 材料与方法第135-139页
        5.1.1 污泥样品的来源第135-136页
        5.1.2 DNA 的提取第136页
        5.1.3 高通量测序方法第136-137页
        5.1.4 克隆文库的构建第137-138页
        5.1.5 数据分析第138-139页
    5.2 物种丰度与多样性分析第139-141页
    5.3 相似度分析第141-142页
    5.4 微生物组成分析第142-150页
        5.4.1 各污泥样品中门水平的微生物组成和相对丰度第142-144页
        5.4.2 各污泥样品中纲水平的微生物组成和相对丰度第144-145页
        5.4.3 各污泥样品中属水平的微生物组成和相对丰度第145-149页
        5.4.4 不同进水类型条件下的氢自养反硝化样品的 OTU 水平的比较第149-150页
    5.5 样品的系统发育分析第150-158页
        5.5.1 处理城镇二级出水的氢自养反硝化反应器内细菌的系统发育分析第150-152页
        5.5.2 去离子水配制模拟废水培养的氢自养反硝化混合菌的系统发育分析第152-153页
        5.5.3 以乙酸钠为电子供体的反硝化系统内微生物群落的系统发育分析第153-155页
        5.5.4 以甲醇为电子供体的反硝化系统内微生物群落的系统发育分析第155-156页
        5.5.5 以 PCL 为电子供体的反硝化系统内微生物群落的系统发育分析第156-158页
    5.6 本章小结第158-160页
第6章 新型城镇污水深度脱氮处理技术综合比较研究第160-165页
    6.1 新型城镇污水深度脱氮技术特征比较分析第160-163页
        6.1.1 反硝化速率及低温的影响第160-161页
        6.1.2 出水有机物残留风险第161页
        6.1.3 出水中亚硝酸盐的积累第161-162页
        6.1.4 出水 DO 浓度与电子有效利用率第162页
        6.1.5 反硝化过程 pH 变化第162-163页
    6.2 新型城镇污水深度脱氮经济性初步比较分析第163页
    6.3 城镇污水深度脱氮技术方案选择策略第163-164页
    6.4 本章小结第164-165页
第7章 结论与建议第165-168页
    7.1 结论第165-167页
    7.2 建议第167-168页
参考文献第168-178页
致谢第178-180页
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果第180页
论文购买
论文编号ABS2847029,这篇论文共180页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付54
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付90
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656