短程硝化反硝化工艺快速启动及脱氮效能研究

论文摘要

短程硝化反硝化技术是一项经济、高效的脱氮技术。但该工艺普遍存在启动时间较长等不足。针对上述问题,本文主要研究短程硝化反硝化工艺的快速启动,并考察新型的短程硝化污泥培养技术及其高浓度氨氮配水、生活污水的处理效果,本文还研究了该工艺在不同形式反应器中的运行效果。研究结果表明,采用普通污水处理厂活性污泥,投加特殊培养基后,控制溶解氧1-3mg/L、温度24-27℃,培养具有短程硝化特征的活性污泥仅需3天,NO2--N积累率稳定在95%以上,NO2--N最高达169mg/L。污泥培养成功后,应用SBR处理高浓度氨氮配水,装置启动需时3天,长期运行效果稳定,具有良好的短程硝化特性。装置启动后的第一个周期NO2--N积累率即达到91%,在之后的运行中亚硝化率始终维持在90%以上;控制装置中曝气量,形成局部缺氧区域,可以产生明显的总氮损失,达到89-100%,在节省硝化段曝气量的同时能够减少反硝化段碳源投加量。应用同样方法处理生活污水,短程硝化特性能够维持4个月,亚硝化率维持在80%;出水NH4+-N、COD稳定达到一级A标准。最后,考察了短程硝化工艺在连续流处理装置中的运行效果,该工艺能够保持短程硝化特性运行1个月左右,之后亚硝化率渐降低,由短程硝化转变为普通的全程硝化反硝化。导致短程硝化特性丧失的原因有:装置完全采用生活污水作为反硝化碳源,不能提供有效的反硝化碳源,导致部分NO2--N未完全反硝化,使得硝化细菌有可利用的底物NO2--N,短程硝化逐渐变为全程硝化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 启动时间
• 1.1.2 生活污水处理
• 1.1.3 反应器形式
• 1.2 短程硝化控制策略研究现状
• 1.2.1 温度控制
• 1.2.2 溶解氧控制
• 1.2.3 曝气时间控制
• 1.2.4 碳源控制
• 1.3 短程硝化理论研究现状
• 1.3.1 自养硝化理论
• 1.3.2 异养硝化理论
• 1.4 课题研究目的及研究内容
• 1.4.1 课题目的
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 污泥培养配方
• 2.1.2 试验原水
• 2.1.3 接种污泥
• 2.2 试验装置及方法
• 2.2.1 SBR-高浓度氨氮配水处理装置
• 2.2.2 SBR-生活污水处理装置
• 2.2.3 连续流处理装置
• 2.2.4 短程硝化污泥培养方法
• 2.3 检测方法
• 2.3.1 常规指标检测方法
• 2.3.2 其他检测方法
• 2.3.3 MLSS 的测定
• 2.4 数据计算公式
• 2.4.1 亚硝化率
• 2.4.2 氧总转移系数
• 2.4.3 氧传递效率
• 2.5 本章小结
• 第3章 短程硝化活性污泥培养方法研究
• 3.1 短程硝化污泥的驯养
• 3.1.1 实验室用泥培养方法
• 3.1.2 低成本培养方法
• 3.2 短程硝化污泥特征研究
• 4⁺-N、N0₂^--N 变化规律'>3.2.1 硝化段NH₄⁺-N、N0₂^--N 变化规律
• 3.2.2 硝化段碳源变化规律
• 3.2.3 氨氧化速率的测定
• 3.2.4 反硝化碳源种类、数量的研究
• 2^--N、N0₃^--N 反硝化速率'>3.2.5 N0₂^--N、N0₃^--N 反硝化速率
• 3.2.6 环境因素对污泥培养的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 SBR 试验研究
• 4.1 高浓度氨氮配水处理实验
• 4.1.1 装置启动及运行效果
• 4.1.2 碳源投加量对硝化过程的影响
• 4.1.3 DO 对TN 去除影响
• 4.2 生活污水处理实验
• 4.2.1 单个周期内短程硝化情况
• 4.2.2 长期运行效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 连续试验研究
• 5.1 装置启动初期污染物去除规律
• 4⁺-N、N0₂^--N 去除规律'>5.1.1 硝化段NH₄⁺-N、N0₂^--N 去除规律
• 5.1.2 硝化段COD 去除规律
• 5.1.3 沿程TN 去除规律
• 5.2 装置运行稳定性研究
• 2^--N 浓度变化'>5.2.1 N0₂^--N 浓度变化
• 4⁺-N 去除效果'>5.2.2 NH₄⁺-N 去除效果
• 5.2.3 COD 去除效果
• 5.2.4 污泥积累亚硝酸盐性能研究
• 5.2.5 微生物数量变化
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢