论文摘要
废水的生物脱氮已经成为废水生物处理研究的核心问题之一。随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握，产生了一些脱氮新思路、新工艺。其中，厌氧氨氧化（ANaerobic AMMonium OXidation，简写为ANAMMOX）被认为是目前最经济、最简洁的生物脱氮工艺，是国内外研究的热点之一。它是利用新型菌种—厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐为电子受体直接氧化氨氮为氮气的过程。厌氧氨氧化菌是自养型细菌，生长速率极慢，细胞产率低，而且对环境因素影响较敏感，因此培养和富集较为困难。本试验利用厌氧生物转盘系统成功培养和富集了ANAMMOX菌，并对影响条件进行了研究，研究表明：1．接种ASBR中的普通厌氧污泥，在温度40～41℃、pH值为8.25～8.50、HRT为1.3d以及反应器避光的条件下连续运行142d，成功实现了ANAMMOX，证明了厌氧生物转盘是适于ANAMMOX菌富集的反应器。在进水氨氮和亚硝酸盐氮容积负荷均为0.051 kg·m-3·d-1情况下，对二者的去除率分别达到了98.15％和99.56％。2．ANAMMOX启动过程中，污泥颜色发生了明显的变化，由最初的黑色→黄白色→棕红色，最后变成了棕褐色，革兰氏染色后镜检发现细菌主要是革兰氏阴性菌，至少有短杆状和球状两种形状，扫描电镜镜检发现颗粒污泥表面有球菌的聚集体。3．稳定运行期间，亚硝酸盐氮和氨氮的去除量之比介于1.01和1.31之间；消耗氨氮和生成硝酸盐氮的比例在0.14～0.20之间；反应产生碱度，出水pH值高于进水pH值。4．试验研究表明，HRT=1d是适合ANAMMOX菌生长且能达到高效脱氮的最佳HRT，过短的HRT不利于ANAMMOX菌的富集；高氨低碳的条件比无机基质条件下总无机氮的去除率要高，是ANAMMOX菌和反硝化菌协同作用、共同脱氮的结果。5．为节约能耗，系统降温过程中发生的污泥膨胀问题是丝硫菌过量生长所致。本试验通过去掉进水中的COD的方式和调整反应器温度（超出丝状菌生长的适宜温度36℃）的方法消除了污泥膨胀，恢复了ANAMMOX的活性。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 自然界中的氮素循环1.2 水体中氮的来源与危害1.2.1 水体中氮的来源1.2.2 水体中氮元素的危害1.3 废水生物脱氮方法原理与技术1.3.1 传统生物脱氮方法1.3.2 生物脱氮新技术1.3.3 目前发现的生物脱氮途径2 试验概况2.1 本课题研究的提出和研究内容2.2 试验装置及主要设备仪器2.2.1 反应器性能2.2.2 主要设备仪器2.3 试验分析方法2.3.1 常规指标测定分析方法2.3.2 污泥电镜扫描处理方法2.4 试验进水水质3 ANAMMOX概况3.1 ANAMMOX的发现及特点3.1.1 ANAMMOX的发现3.1.2 ANAMMOX的特点3.2 ANAMMOX的反应机理3.2.1 ANAMMOX的生化反应方程式3.2.2 ANAMMOX的生物代谢途径3.3 ANAMMOX的微生物特性3.4 ANAMMOX工艺的特征3.4.1 ANAMMOX工艺3.4.2 ANAMMOX的影响因素3.5 ANAMMOX工艺的应用3.6 国内外研究概述与展望3.6.1 国外研究概况3.6.2 国内研究概况3.6.3 展望3.7 本章小结4 ANAMMOX的启动4.1 摘要4.2 试验目的和方案4.2.1 试验目的4.2.2 试验方案4.3 试验材料与方法4.3.1 接种污泥和试验用水4.3.2 试验控制条件4.3.3 分析项目及测定方法4.4 试验结果4.4.1 启动过程4.4.2 污泥性状的变化4.4.3 亚硝酸盐氮和氨氮去除量的关系及进出水pH值关系4.5 讨论4.6 本章小结5 控制条件影响研究5.1 摘要5.2 试验目的5.3 试验条件及方法5.3.1 试验用水5.3.2 分析项目及方法5.4 HRT对ANAMMOX的影响5.4.1 试验方案5.4.2 试验结果5.4.3 分析与讨论5.4.4 小结5.5 COD浓度对ANAMMOX的影响5.5.1 研究的必要性5.5.2 试验方案5.5.3 试验结果5.5.4 分析与讨论5.5.5 小结5.6 温度对ANAMMOX的影响5.7 本章小结6 ANAMMOX过程中污泥膨胀的原因分析及消除办法6.1 污泥膨胀的发生及原因分析6.1.1 污泥膨胀的发生6.1.2 原因分析6.2 验证污泥膨胀原因6.2.1 丝状菌种类分析6.2.2 污泥膨胀机理分析6.3 污泥膨胀的消除方法及恢复性试验6.3.1 消除办法6.3.2 试验结果和讨论6.4 本章小结7 结论与建议7.1 结论7.2 建议致谢参考文献
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