厌氧氨氧化生物滤池脱氮特性研究

论文摘要

课题将厌氧氨氧化技术与生物滤池有机地结合起来,形成厌氧氨氧化生物滤池新型污水处理工艺。试验以某生活小区污水经二级生物处理后出水为研究对象,研究了系统对低浓度城市生活污水的脱氮处理效果、厌氧氨氧化生物滤池的影响因素以及厌氧氨氧化生物滤池的作用机理和工作性能。试验主要得到以下成果:厌氧氨氧化生物滤池工艺用于生活污水的深度处理,具有良好的脱氮效果。在进水NH4+-N浓度25～40mg/L,NO2--N浓度34～55mg/L条件下,NH4+-N出水浓度0.15～2.85mg/L,NO2--N出水浓度0.96～2.86mg/L;平均去除率分别为97.67%、95.73%。试验研究了基质浓度以及温度对厌氧氨氧化生物滤池脱氮效果的影响。NO2--N浓度在一定程度上的提高有利于加快厌氧氨氧化反应进程,但浓度过高会引起抑制效应。通过对厌氧氨氧化生物滤池中NH4+-N和NO2--N以及TN的去除效果的考察,确定进水适宜的NO2--N:NH4+-N值为1.34:1。在常温范围（15.5℃增加到27.8℃）内,温度越高对NH4+-N和NO2--N去除效果越好;NH4+-N和NO2--N去除速率随反应温度升高而增大;随着处理水温的不同,氨氮容积负荷率也有所变化,t=27.8℃时为116.88mg-N/（L·h）;t=15.5℃时为78.11mg-N/（L·h）。试验考察了厌氧氨氧化生物滤池进出水pH值变化情况。反应器出水pH值高于进水pH值,这与许多报道相一致;同时,pH值的变化幅度与TN去除率呈现正相关性,因此可以根据滤池中pH值的变化幅度来大致判断TN的去除效果。对厌氧氨氧化生物膜的作用机理进行了初步探讨,并在宏观上对其变化观察。成熟的厌氧氨氧化污泥呈现红棕色,随着滤池深度加深,生物膜越来越不明显,红色越来越淡。对厌氧氨氧化生物滤池脱氮性能进行简要评估,得出生物滤池脱氮高效段,但滤池有效深度的确定还需要进一步的试验得出。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 水体中氮素污染及其危害
• 1.1.1 氮素循环
• 1.1.2 水体中氮素的来源
• 1.1.3 水体中氮素污染的危害
• 1.2 课题的提出与主要内容
• 1.2.1 课题的提出及研究意义
• 1.2.2 主要内容
• 2 水体氮素污染控制理论及技术
• 2.1 传统废水生物脱氮技术
• 2.1.1 生物脱氮技术原理
• 2.1.2 生物脱氮工艺
• 2.2 新型生物脱氮技术
• 2.2.1 生物脱氮理论的新突破
• 2.2.2 生物脱氮工艺的创新
• 2.3 厌氧氨氧化原理
• 2.3.1 厌氧氨氧化反应机理
• 2.3.2 厌氧氨氧化菌特性
• 2.3.3 厌氧氨氧化反应影响因素
• 2.3.4 厌氧氨氧化工艺的特点
• 2.3.5 国内外研究现状
• 2.3.6 厌氧氨氧化工艺的应用情况
• 3 试验设计与试验概况
• 3.1 试验目的与研究方案
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验方案
• 3.2 试验原理
• 3.2.1 厌氧氨氧化反应器设计
• 3.2.2 试验装置及主要仪器设备
• 3.3 试验检测项目及分析方法
• 3.4 试验用水水质
• 3.5 试验关键问题与论文创新点
• 3.5.1 试验的关键问题
• 3.5.2 论文创新点
• 4 厌氧氨氧化生物滤池脱氮性能试验研究
• 4.1 厌氧氨氧化生物滤池的启动
• 4.2 厌氧氨氧化生物滤池脱氮效果试验
• 4.2.1 厌氧氨氧化生物滤池对基质去除效果
• 4.2.2 厌氧氨氧化生物滤池氮素转化情况
• 4.3 厌氧氨氧化生物滤池内PH 值变化
• 4.3.1 进出水pH 值的变化
• 4.3.2 pH 值随TN 的变化
• 2^--N 浓度对厌氧氨氧化过程的影响'>4.4 NO₂^--N 浓度对厌氧氨氧化过程的影响
• 2^--N 浓度对基质去除的影响'>4.4.1 NO₂^--N 浓度对基质去除的影响
• 2^--N 浓度对脱氮速率的影响'>4.4.2 NO₂^--N 浓度对脱氮速率的影响
• 2^--N：NH₄⁺-N 值δ对厌氧氨氧化生物滤池脱氮效果的影响'>4.5 NO₂^--N：NH₄⁺-N 值δ对厌氧氨氧化生物滤池脱氮效果的影响
• 2^--N：NH₄⁺-N 值δ对基质去除的影响'>4.5.1 NO₂^--N：NH₄⁺-N 值δ对基质去除的影响
• 2^--N：NH₄⁺-N 值δ对TN 去除的影响'>4.5.2 NO₂^--N：NH₄⁺-N 值δ对TN 去除的影响
• 4.5.3 试验结果及讨论
• 4.6 温度对厌氧氨氧化生物滤池脱氮效果的影响
• 4.6.1 温度对基质去除效果的影响
• 4.6.2 温度对脱氮速率的影响
• 4.6.3 温度对氨氮容积负荷率的影响
• 4.7 厌氧氨氧化生物膜作用机理及性状变化研究
• 4.7.1 厌氧氨氧化生物膜作用机理
• 4.7.2 厌氧氨氧化生物膜性状变化
• 4.8 厌氧氨氧化生物滤池工作性能的研究
• 4.9 厌氧氨氧化生物滤池脱氮性能评估
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集