刘禹晟:微氧条件下低C/N废水稳定实现半短程硝化调控研究论文

刘禹晟:微氧条件下低C/N废水稳定实现半短程硝化调控研究论文

本文主要研究内容

作者刘禹晟(2019)在《微氧条件下低C/N废水稳定实现半短程硝化调控研究》一文中研究指出:随着我国经济的快速发展,导致畜禽养殖废水和餐厨废水等高浓度有机废水的大量排放,使该类低C/N废水的脱氮处理成为亟待解决的难题。半短程硝化-厌氧氨氧化方法因无需外加碳源,成为备受关注的新型生物脱氮法。本研究针对其应用过程中亚硝化不稳定及溶解氧利用率不高的现象,利用人工模拟废水,在微孔曝气与机械搅拌相结合的SBR反应器中,通过调控DO、温度、pH、游离氨、游离亚硝酸、水力停留时间等条件,在有效阻止亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐的同时,保持出水亚硝态氮和氨氮的浓度比值为1.32左右,稳定实现了半短程硝化-厌氧氨氧化,并提高了氧气利用效率。运行94d后,通过电镜观察和高通量测序,对微生物种群和结构进行了观察与解析,主要实验结论如下:(1)在硝化细菌培养驯化阶段,将DO浓度提升到2.5mg/L,以增加AOB和NOB的生长速率。再将DO下调至0.5mg/L,控制HRT为240min,实现了微氧条件下对硝化细菌的驯化。经过45个周期的反应,亚硝酸盐积累率上升至80%以上。同时氨氮负荷由0.31kg/m3·d上升到0.56kg/m3·d,提升了80%左右。投加21mmolNaHCO3,在反应过程不额外投加碱度以保持恒定的pH值,使得出水pH为7.4-7.5,出水游离氨浓度为0.1mg/L以上,游离亚硝酸浓度为0.01mg/L以上,均处于对亚硝酸盐氧化菌抑制的阈值。(2)在三种不同游离氨进水浓度和pH条件下均实现了半短程硝化。在进水游离氨为40mg/L,进水pH为8.0时半短程硝化最为稳定,适合培养亚硝化单胞菌,亚硝酸盐积累率达到95%。当FA高于40mg/L时,氨氧化菌的增长速率明显降低。当游离氨浓度随反应下降时,游离亚硝酸浓度上升至0.03mg/L时可以有效抑制亚硝酸盐氧化菌的活性。94周期后,亚硝化单胞菌的比例由32%提升到39%,Nitrospira比例处于0.2%-0.4%,亚硝化单胞菌群浓度为Nitrospira的100-200倍,保证了半短程硝化的稳定进行。(3)相比于将pH稳定控制在7.8、8.0、8.3,本研究通过定量碱度投加,在反应结束时将游离氨和pH控制在抑制亚硝酸盐氧化菌的阈值之上,即保证出水pH值为7.4-7.6,使三个阶段碱度投加量平均减少40%。(4)实验证明,使用微孔曝气与机械搅拌相结合的SBR反应器可获得更高的氧气传输效率和动力效率,最高氧气传输效率达到2.0%,高于文献33%,动力效率达到19.92%,高于文献70.2%。在运行阶段,出水亚硝态氮与氨氮浓度比例稳定在1.32的最短水力停留时间分别为180min、220min、270min,与文献所述反应器实现亚硝化相比,缩短50%以上。(5)扫描电镜观察发现,pH影响微生物形态结构。pH为7.4-7.8时,观测到以杆状和链球状菌为主;pH为7.5-8.3时,以球状菌为主。这也说明反应器内微生物菌群对于pH值有一定的适应性。同时发现污泥内部具有宽度为1-2μm的微氧通道,该结构有利于DO在污泥内部均匀扩散,从而提高了反应器的氧气利用效率。(6)经SBR半短程硝化处理的模拟废水,均在ASBR反应器中成功实现了厌氧氨氧化,且氨氮和亚硝态氮去除率达到90%以上。

Abstract

sui zhao wo guo jing ji de kuai su fa zhan ,dao zhi chu qin yang shi fei shui he can chu fei shui deng gao nong du you ji fei shui de da liang pai fang ,shi gai lei di C/Nfei shui de tuo dan chu li cheng wei ji dai jie jue de nan ti 。ban duan cheng xiao hua -ya yang an yang hua fang fa yin mo xu wai jia tan yuan ,cheng wei bei shou guan zhu de xin xing sheng wu tuo dan fa 。ben yan jiu zhen dui ji ying yong guo cheng zhong ya xiao hua bu wen ding ji rong jie yang li yong lv bu gao de xian xiang ,li yong ren gong mo ni fei shui ,zai wei kong bao qi yu ji xie jiao ban xiang jie ge de SBRfan ying qi zhong ,tong guo diao kong DO、wen du 、pH、you li an 、you li ya xiao suan 、shui li ting liu shi jian deng tiao jian ,zai you xiao zu zhi ya xiao suan yan yang hua jun jiang ya xiao suan yan jin yi bu yang hua wei xiao suan yan de tong shi ,bao chi chu shui ya xiao tai dan he an dan de nong du bi zhi wei 1.32zuo you ,wen ding shi xian le ban duan cheng xiao hua -ya yang an yang hua ,bing di gao le yang qi li yong xiao lv 。yun hang 94dhou ,tong guo dian jing guan cha he gao tong liang ce xu ,dui wei sheng wu chong qun he jie gou jin hang le guan cha yu jie xi ,zhu yao shi yan jie lun ru xia :(1)zai xiao hua xi jun pei yang xun hua jie duan ,jiang DOnong du di sheng dao 2.5mg/L,yi zeng jia AOBhe NOBde sheng chang su lv 。zai jiang DOxia diao zhi 0.5mg/L,kong zhi HRTwei 240min,shi xian le wei yang tiao jian xia dui xiao hua xi jun de xun hua 。jing guo 45ge zhou ji de fan ying ,ya xiao suan yan ji lei lv shang sheng zhi 80%yi shang 。tong shi an dan fu he you 0.31kg/m3·dshang sheng dao 0.56kg/m3·d,di sheng le 80%zuo you 。tou jia 21mmolNaHCO3,zai fan ying guo cheng bu e wai tou jia jian du yi bao chi heng ding de pHzhi ,shi de chu shui pHwei 7.4-7.5,chu shui you li an nong du wei 0.1mg/Lyi shang ,you li ya xiao suan nong du wei 0.01mg/Lyi shang ,jun chu yu dui ya xiao suan yan yang hua jun yi zhi de yu zhi 。(2)zai san chong bu tong you li an jin shui nong du he pHtiao jian xia jun shi xian le ban duan cheng xiao hua 。zai jin shui you li an wei 40mg/L,jin shui pHwei 8.0shi ban duan cheng xiao hua zui wei wen ding ,kuo ge pei yang ya xiao hua chan bao jun ,ya xiao suan yan ji lei lv da dao 95%。dang FAgao yu 40mg/Lshi ,an yang hua jun de zeng chang su lv ming xian jiang di 。dang you li an nong du sui fan ying xia jiang shi ,you li ya xiao suan nong du shang sheng zhi 0.03mg/Lshi ke yi you xiao yi zhi ya xiao suan yan yang hua jun de huo xing 。94zhou ji hou ,ya xiao hua chan bao jun de bi li you 32%di sheng dao 39%,Nitrospirabi li chu yu 0.2%-0.4%,ya xiao hua chan bao jun qun nong du wei Nitrospirade 100-200bei ,bao zheng le ban duan cheng xiao hua de wen ding jin hang 。(3)xiang bi yu jiang pHwen ding kong zhi zai 7.8、8.0、8.3,ben yan jiu tong guo ding liang jian du tou jia ,zai fan ying jie shu shi jiang you li an he pHkong zhi zai yi zhi ya xiao suan yan yang hua jun de yu zhi zhi shang ,ji bao zheng chu shui pHzhi wei 7.4-7.6,shi san ge jie duan jian du tou jia liang ping jun jian shao 40%。(4)shi yan zheng ming ,shi yong wei kong bao qi yu ji xie jiao ban xiang jie ge de SBRfan ying qi ke huo de geng gao de yang qi chuan shu xiao lv he dong li xiao lv ,zui gao yang qi chuan shu xiao lv da dao 2.0%,gao yu wen suo 33%,dong li xiao lv da dao 19.92%,gao yu wen suo 70.2%。zai yun hang jie duan ,chu shui ya xiao tai dan yu an dan nong du bi li wen ding zai 1.32de zui duan shui li ting liu shi jian fen bie wei 180min、220min、270min,yu wen suo suo shu fan ying qi shi xian ya xiao hua xiang bi ,su duan 50%yi shang 。(5)sao miao dian jing guan cha fa xian ,pHying xiang wei sheng wu xing tai jie gou 。pHwei 7.4-7.8shi ,guan ce dao yi gan zhuang he lian qiu zhuang jun wei zhu ;pHwei 7.5-8.3shi ,yi qiu zhuang jun wei zhu 。zhe ye shui ming fan ying qi nei wei sheng wu jun qun dui yu pHzhi you yi ding de kuo ying xing 。tong shi fa xian wu ni nei bu ju you kuan du wei 1-2μmde wei yang tong dao ,gai jie gou you li yu DOzai wu ni nei bu jun yun kuo san ,cong er di gao le fan ying qi de yang qi li yong xiao lv 。(6)jing SBRban duan cheng xiao hua chu li de mo ni fei shui ,jun zai ASBRfan ying qi zhong cheng gong shi xian le ya yang an yang hua ,ju an dan he ya xiao tai dan qu chu lv da dao 90%yi shang 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自太原理工大学的刘禹晟,发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文,是一篇关于有机废水论文,微氧论文,半短程亚硝化论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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