一体化连续流反硝化同时脱氮除磷工艺研究

一体化连续流同时反硝化脱氮除磷工艺论文 生物脱氮除磷论文 反硝化聚磷菌论文
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本文采用一体化连续流同时反硝化脱氮除磷工艺对处理低碳氮比污水进行了研究,实验相关结论如下:采用硝态氮作为电子受体的吸磷研究,分别选用10、15、20mmg·L-1硝态氮作为初始浓度时,前两小时的平均吸磷速率分别为4.61、5.46、3.46mg(L·h)-1,最大吸磷速率分别为10.1、10.4、6.57 mg(L·h)-1,过低和过高的硝态氮浓度都不利于实验高效稳定的进行;在缺氧吸磷阶段,吸收12.6mg·L-1磷,最佳硝态氮浓度在1 4.8mg·L-1,消耗硝态氮与吸收总磷的比值为1.17左右,这个比值在3种初始硝态氮条件下基本保持稳定。选用亚硝态氮作为电子受体时,发现在亚硝态氮浓度超过11mg·L-1时,会出现明显的吸磷速率减慢现象;亚硝态氮浓度为10mg·L-1时,前2小时吸磷速率平均为2.07 mg·(L·h)-1;亚硝态氮浓度为20 mg·L-1,且实验结束亚硝态氮浓度高于11 mg·L-1时,前2小时吸磷速度平均仅为0.715mg·(L·h)-1;不论吸磷速度是否变化,消耗亚硝态氮和吸收磷的比值基本稳定保持在2.29左右。以氧气作为电子受体的对比研究中,发现利用氧气作为电子受体的普通PAOs具有更快的吸磷反应速度;DPB以氧气作为电子受体时,5小时内吸磷量为7.30mg·L-1,前两小时平均吸磷速率为3.27 mg·(L·h)-1;PAOs强化和富集期后期的菌群以氧气作为电子受体时,5小时内吸磷量为12.6mg·L-1,前两小时平均吸磷速率为6.15 mg·(L·h)-1;通过一段时间的培养,DPB以氧气作为电子受体吸磷的能力能够通过培养而加强,在持续2周实验中,DPB的吸磷量增加了3.10mg·L-1。无论选用何种电子受体,反应速率最快的是起始的半个小时,随后趋于平缓,至第2小时,吸磷量超过全过程中总吸磷量的84%;选用硝态氮、亚硝态氮和氧气作为电子受体,最佳浓度条件情况下,前2小时吸磷速度由大到小为:PAOs强化和富集期后期的菌群以氧气作为电子受体>DPB利用硝态氮作为电子受体>DPB利用氧气作为电子受体>DPB利用亚硝态氮作为电子受体;但是在第1小时内,低浓度亚硝态氮的反应效率明显高于试验中选用的任何浓度硝态氮的反应效率。对连续运行的一体化装置运行进行研究,对影响因素进行分析,得到一体化装置稳定高效运行的合理参数如下:厌氧、好氧和缺氧合适水力停留时间(HRT)分别为2-3h、4-6h和2-4h;厌氧、好氧和缺氧合适DO分别为0.1 mmg·L-1以下、3.0-4.5mg·L-1之间和0.2mg·L-1以下;厌氧、好氧和缺氧合适氧化还原电位(ORP)分别为-256 mV、45 mV和-138 mV;厌氧和缺氧合适超越回流比为35%;DPB合适污泥龄(SRT)为20天;合适硝化温度大约在30℃附近;合适进水pH在6-8之间。在连续运行的试验中,控制在以上运行条件下,研究了不同碳氮磷比对反应效果的影响,并得出C/N/P在70:10:(1-1.25)时,出水COD控制在30mg·L-1左右,氨氮测出的浓度仅为0.60mg-L-1,而出水总磷的浓度也能有效控制在0.5 mg·L-1以下,硝态氮和亚硝态氮剩余浓度也非常低,出水总氮浓度被控制在2 mg·L-1以下;COD、氨氮、总磷、总氮的去除率分别达到了91%、98%、90%和90%,满足城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002的一级A标准。
摘要第4-6页
ABSTRACT第6-8页
1 绪论第12-35页
    1.1 课题背景第12-14页
    1.2 传统生物脱氮除磷理论第14-17页
        1.2.1 传统生物脱氮理论第14-15页
        1.2.2 传统生物除磷理论传统生物脱氮工艺第15-17页
    1.3 传统生物脱氮除磷工艺第17-25页
        1.3.1 传统生物脱氮工艺第17-18页
        1.3.2 传统生物除磷工艺第18-19页
        1.3.3 早期联合工艺第19-25页
    1.4 反硝化脱氮除磷理论的研究与应用第25-32页
        1.4.1 反硝化脱氮除磷理论的研究第25-26页
        1.4.2 反硝化脱氮除磷理论的应用第26-32页
    1.5 课题来源、研究目的及意义第32-35页
        1.5.1 课题来源第32-33页
        1.5.2 研究的理论目的与实际意义第33页
        1.5.3 主要研究内容第33-35页
2 材料与方法第35-42页
    2.1 实验用水与水质第35-36页
    2.2 试验仪器与试剂第36-38页
    2.3 实验分析项目与检测方法第38页
    2.4 DPB菌的驯化富集第38-42页
        2.4.1 PAO_s强化和富集阶段第39-40页
        2.4.2 DPB强化菌诱导阶段第40页
        2.4.3 DPB菌优势培养阶段第40-42页
3 DPB菌利用不同电子受体吸磷的研究第42-57页
    3.1 以硝态氮做为电子受体的研究第42-48页
        3.1.1 初始进水低硝态氮浓度的研究第42-44页
        3.1.2 初始进水中硝态氮浓度的研究第44-46页
        3.1.3 初始进水高硝态氮浓度的研究第46-48页
    3.2 以亚硝酸氮作为电子受体的研究第48-51页
    3.3 以氧气作为电子受体的研究第51-55页
        3.3.1 DPB菌在以氧气作为电子受体时的研究第52-53页
        3.3.2 PAOs强化和富集期后期的菌群利用氧气作为电子受体的对比研究第53-55页
    3.4 本章小结第55-57页
4 新型反硝化同时除磷脱氮反应器运行试验第57-76页
    4.1 系统运行的影响因素分析和参数的确定第57-66页
        4.1.1 水力停留时间(HRT)第57-59页
        4.1.2 溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP)第59-60页
        4.1.3 进水C/N第60-61页
        4.1.4 NO_3~-和NO_2~-第61-62页
        4.1.5 超越回流比第62页
        4.1.6 污泥龄(SRT)第62-63页
        4.1.7 污泥浓度(MLSS)第63-64页
        4.1.8 温度第64-65页
        4.1.9 pH第65-66页
    4.2 装置的启动和运行初期的效果第66-68页
        4.2.1 装置的启动和运行初期的参数第66页
        4.2.2 装置的启动和运行初期(25天)的运行效果第66-68页
        4.2.3 装置启动及运行初期处理效果不稳定的原因分析第68页
    4.3 运行稳定期C/N/P的研究第68-74页
        4.3.1 C/N/P控制为64:8:(1~1.6)的运行情况第68-70页
        4.3.2 C/N/P控制为70:10:(1~1.25)的运行情况第70-72页
        4.3.3 C/N/P控制为77:14:(1~1.4)的运行情况第72-74页
    4.4 本章小结第74-76页
5 结论、创新与建议第76-79页
    5.1 结论第76-77页
    5.2 创新第77-78页
    5.3 建议第78-79页
参考文献第79-88页
附录:攻读硕士学位期间的主要学术成果第88-89页
致谢第89页
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