生物膜法短程硝化反硝化脱氮的研究

论文摘要

短程硝化反硝化脱氮技术缩短了传统硝化反应历程,减少氧消耗,提高生物脱氮过程的速率,近年来这种生物脱氮新工艺以其优势倍受关注。本文通过固定化生物技术和生物脱氮技术相结合,既实现了短程硝化脱氮又强化了生物菌种的高效性。本文制备了一种新型的高分子多孔填料——聚乙烯醇缩甲醛（PVF）悬浮填料。该填料适宜的活性炭含量为4%,表观密度为0.83g/cm3,空隙率为60%,且具有很好的亲生物性。挂膜成功以后,当溶解氧控制在2.0mg/L左右,pH值控制在8.0～8.5之间,温度控制在30℃左右时,短程硝化反应得到最佳反应效果,氨氮去除率达90%左右,亚硝酸盐累积率超过90%。实验表明温度、pH值、亚硝态氮浓度、有机碳源的种类与浓度等均对短程反硝化反应有一定影响。当进水NaNO2质量浓度在1.25g/L,pH值应控制在8.0～8.5之间,温度应控制在30℃左右,C/N=3.2时能取得较好的反应效果,6个小时后出水中亚硝酸盐浓度低于5mg/L。本实验通过控制反应条件,实现了稳定的短程硝化反应,氨氮去除率达到85%,出水中亚硝酸盐含量最大值达到162mg/L,从反应效果可以看出PVF悬浮填料吸附固定的菌体以氨氧化菌为主体,实现了吸附固定氨氧化菌脱氮的预期目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 生物脱氮工艺
• 1.2.1 传统生物脱氮工艺
• 1.2.2 生物脱氮新工艺
• 1.2.3 典型工艺介绍
• 1.3 固定化微生物技术
• 1.3.1 固定化微生物脱氮技术的发展
• 1.3.2 固定化微生物脱氮技术的应用前景
• 1.4 本论文研究的主要内容、目的和意义
• 2 固定化亚硝酸细菌短程脱氮原理
• 2.1 生物脱氮原理
• 2.2 固定化微生物技术
• 2.3 短程硝化反硝化
• 3 实验材料与分析方法
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 实验设备
• 3.1.2 实验试剂
• 3.2 目标检测物
• 3.3 实验分析方法
• 3.3.1 氨氮的测定方法
• 3.3.2 亚硝酸盐氮的测定方法
• 3.3.3 硝酸盐氮的测定方法
• 3.3.4 总氮的测定
• 3.3.5 活性污泥各项性能指标测定
• 3.3.6 硝化速率和脱氮速率的测定
• 3.3.7 表观密度的测定
• 3.3.8 孔隙率的测定
• 4 亚硝化菌和反硝化菌的富集培养
• 4.1 亚硝化菌的富集培养
• 4.2 反硝化细菌的富集培养
• 5 PVF悬浮填料的制备
• 5.1 生物膜填料的选择及特性
• 5.2 聚乙烯醇缩醛化的反应机理
• 5.3 载体制备技术
• 5.3.1 聚乙烯醇溶液的配制
• 5.3.2 发泡工艺条件
• 5.3.3 浇注
• 5.3.4 成型
• 5.3.5 后处理
• 5.4 载体性能参数
• 5.5 本章小结
• 6 PVF悬浮填料污水处理性能的研究
• 6.1 三相流化床
• 6.1.1 三相流化床的特点
• 6.1.2 三相流化床的种类
• 6.2 挂膜
• 6.2.1 氨氧化细菌的固定方法
• 6.2.2 载体挂膜
• 6.3 吸附固定短程硝化反应的条件
• 6.3.1 PVF悬浮填料填充率对短程硝化反应的影响
• 6.3.2 温度对短程硝化反应的影响
• 6.3.3 pH值对短程硝化反应的影响
• 6.3.4 溶解氧对短程硝化反应的影响
• 6.3.5 氨氮负荷的影响
• 6.3.6 最佳条件下连续30天运行情况
• 6.3.7 小结
• 6.4 短程反硝化的条件
• 6.4.1 不同亚硝酸盐浓度对去除效果的影响
• 6.4.2 不同pH对去除效果的影响
• 6.4.3 不同温度对去除效果的影响
• 6.4.4 不同C/N对去除效果的影响
• 6.4.5 短程反硝化处理效果
• 6.4.6 小结
• 6.5 短程硝化-反硝化联合作用
• 6.5.1 研究现状
• 6.5.2 实验研究
• 6.5.3 序批式联合作用
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献