温度对厌氧氨氧化的影响研究

论文摘要

以厌氧氨氧化工艺为标志的新型生物脱氮技术已经成为国内外生物处理研究的热点问题之一。厌氧氨氧化工艺在作用机理、菌种鉴定以及影响因素等方面已经取得了显著的成果,但是结合工程化应用的经济条件,对温度这一关键性影响因素的研究还不够深入。此外,有关如何高效保藏厌氧氨氧化污泥的报道和研究还不多。因此,本人在实验室范围内,采用有效容积为2.1L的厌氧氨氧化反应器,以连续流的方式,在恒温、不控温以及恢复恒温的条件下,探讨了不同温度对厌氧氨氧化反应器运行的影响;此外,对污泥设定不同的保藏条件及相同的恢复条件（进水NH4+-N、NO2--N的浓度分别为100mg/L、130mg/L, pH为7.3±0.2）,研究了不同保藏温度、基质浓度以及时间对厌氧氨氧化污泥活性的影响,探讨了最佳保藏方法。通过研究得到如下结论:1)厌氧氨氧化反应器在26℃恒温下的运行效果略低于37℃,但运行15天后其效果有所好转。因此,若控温在26℃可以减少经济成本,建议在此恒温下长期运行厌氧氨氧化反应器。2)厌氧氨氧化反应器适合在22.7℃-30.8℃下长期运行。温度在24.2℃-30.8℃变化时,反应器的运行效果随温度的突升而增大,但不会成比例增强;温度的突降对反应器运行的影响比升温要大;小范围或不骤变的温度波动不会影响反应器的运行;温度上升至30℃时,反应器的运行效果高于37℃。温度低于19℃则严重影响反应器的运行效果,不适合长期运行;此时可将运行温度控制在26℃;若在低温下长期运行反应器,恢复37℃恒温可以在短期内提高反应器的运行效果。3)不同保藏温度和时间对厌氧氨氧化污泥活性的影响程度不同。厌氧氨氧化活性污泥最适宜在15℃左右短期保藏,氮去除速率为0.107 kg/（m3·d）的活性污泥其衰减指数为0.012,相对于其它保藏温度的衰减指数最小,半衰期为29天,之后,污泥活性的下降速率随时间的延长逐渐减缓。5℃左右保藏效果次之。150天内保藏后的污泥经过15天的恢复性培养,污泥的氮去除速率都能够达到200%以上。4)不同的保藏基质浓度适宜保藏不同的时间。污泥在饥饿、2℃-10℃下适宜保藏30天,总氮污泥负荷为531 Kg（SS）/Kg（N）的污泥适合在2℃-10℃下保藏45天。保藏的污泥浓度越高、污泥量越多,污泥活性下降的速度就越快,恢复到保藏前活性所需要的时间就越长。污泥的恢复程度基本随恢复时间的延长逐渐增强。5)相同保藏基质浓度时,厌氧氨氧化污泥的颜色会随保藏温度的升高逐渐变黑;不同保藏基质浓度时,污泥在非饥饿状态下短期保藏（45天以内）后颜色变化不大。保藏后污泥的颜色不能说明污泥活性的高低,但保藏后厌氧氨氧化污泥的活性越高,恢复到污泥保藏前的颜色和活性所需要的时间就越短。活性恢复实验结束后,任何状态下保藏后的污泥颜色都有明显的改善,接近红褐色。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题的提出
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容与创新点
• 1.4.1 研究的基本内容
• 1.4.2 创新点
• 第二章 厌氧氨氧化的影响因素及研究现状
• 2.1 厌氧氨氧化反应原理及影响因素
• 2.2 温度对厌氧氨氧化的影响及研究现状
• 第三章 实验装置、材料与方法
• 3.1 实验装置
• 3.1.1 厌氧氨氧化反应器装置A
• 3.1.2 厌氧氨氧化反应器装置B
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 实验模拟废水组成
• 3.2.2 接种污泥
• 3.2.3 实验器材
• 3.3 分析项目
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 温度对厌氧氨氧化反应器运行的影响
• 3.4.2 保藏温度对厌氧氨氧化污泥活性的影响
• 第四章 温度对厌氧氨氧化反应器运行的影响
• 4.1 厌氧氨氧化反应器的快速启动
• 4.1.1 厌氧氨氧化污泥活性的恢复
• 4.1.2 厌氧氨氧化菌的富集培养
• 4.2 不同温度下厌氧氨氧化反应器的运行状况
• 4.3 分析与讨论
• 4.3.1 恒温对厌氧氨氧化反应器运行的影响
• 4.3.2 不控温对厌氧氨氧化反应器运行的影响
• 4.3.3 恢复37℃恒温对厌氧氨氧化反应器运行的影响
• 4.4 小结
• 第五章 保藏温度对厌氧氨氧化污泥活性的影响研究
• 5.1 不同保藏温度和时间对厌氧氨氧化污泥活性的影响
• 5.1.1 保藏15 天后污泥活性的恢复状况
• 5.1.2 保藏30 天后污泥活性的恢复状况
• 5.1.3 保藏45 天后污泥活性的恢复状况
• 5.1.4 保藏150 天后污泥活性的恢复状况
• 5.1.5 保藏365 天后污泥活性的恢复状况
• 5.2 不同保藏基质浓度和时间对厌氧氨氧化污泥活性的影响
• 5.2.1 保藏30 天后污泥活性的恢复状况
• 5.2.2 保藏45 天后污泥活性的恢复状况
• 5.3 保藏后厌氧氨氧化活性污泥颜色的变化
• 5.3.1 不同保藏温度、时间后污泥颜色的变化
• 5.3.2 不同保藏浓度、时间后污泥颜色的变化
• 5.4 分析与讨论
• 5.4.1 保藏后厌氧氨氧化污泥活性的下降程度
• 5.4.2 保藏后厌氧氨氧化污泥活性的恢复程度
• 5.4.3 保藏后厌氧氨氧化污泥活性的恢复速率
• 5.4.4 保藏后污泥的衰减动力学研究
• 5.5 小结
• 第六章 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介