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亚硝化—厌氧氨氧化处理猪场废水

收藏本文 2024-01-20 点赞:18663 浏览:82673 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:猪场废水COD浓度高、氨氮浓度高、悬浮物浓度高,已农村面源污染的主要来源,并严重威胁到农村饮用水安全。猪场废水氨氮浓度高、处理难度大,如何经济高效的方法,去除氨氮使其达到排放标准,一直是猪场废水处理中面临的难题。厌氧氨氧化是近年受到国内外水处理研究者广泛关注的新型生物脱氮技术,具有不外加有机碳源、节省供氧量、降低能耗等优点。国内外研究者对厌氧氨氧化的脱氮机理、厌氧氨氧化菌的生理生化特性等了多的研究,但已有的报道大多以模拟废水为研究对象,以猪场废水为对象的研究,在国内外文献中极少有报导。本论文以猪场废水为主要研究对象,考察了猪场废水的亚硝化、厌氧氨氧化的启动,并对亚硝化和厌氧氨氧化联合用于猪场废水脱氮了探索。1.论文研究了猪场废水的亚硝化,考察了废水水质和主要运行条件对亚硝化的影响。实验:(1)亚硝化阶段反应时间为8到10h时,出水中氨氮和亚硝酸盐浓度比可达到1:1~1:1.23,厌氧氨氧化反应对二者比例的要求;达到前述要求时,氨氮去除率达到58.3~65.6%,亚硝化率在整个均保持在97%以上,COD去除率在59.2~68.6%;(2)曝气量(溶解氧)对亚硝化影响,曝气量增大,达到厌氧氨氧化要求的氨氮与亚硝酸盐氮浓度比例所需水力停留时间τ越短,pH出现下降的时间越短;(3)τ对应的pH在7.8~8.1之间,无需pH调节即可厌氧氨氧化反应对pH的要求;(4)氨氮和COD降解遵循一级反应动力学,氨氮和COD降解的速率常数分别为0.0656~0.0724 l/h和0.0491~0.0664 l/h。2.在亚硝化研究的同时,以模拟废水为试验对象,厌氧氨氧化启动研究。以反硝化污泥和养殖厂储水池厌氧底泥的混合污泥作为接种污泥,历时大约100天,培育出具有厌氧氨氧化活性的污泥,氨氮和亚硝酸盐氮最高进水浓度分别为223.8 mg/L和171.4 mg/L,去除率最高分别达48%和41.5%,此时二者消耗比例为1.33:1。3.在猪场废水的亚硝化研究完成和厌氧氨氧化初步启动成功后,在模拟废水中逐步加入猪场废水的亚硝化处理出水,逐步实现亚硝化和厌氧氨氧化的组合。亚硝化出水添加到厌氧反应器后,厌氧氨氧化反应仍可继续,且去除效率逐步提高。研究发现添加的亚硝化出水中携带的亚硝化细菌在厌氧氨氧化菌膜外层生长并累积,增加了厌氧氨氧化反应基质的传质阻力,妨碍了厌氧氨氧化效率的提高。4.亚硝化—厌氧氨氧化实际工程应用探索中,生物接触氧化池可在去除废水中的有机物的同时实现亚硝化,出水中氨氮和亚硝酸盐比例平均为1.10,可后续厌氧氨氧化的要求;在适宜的进水浓度和温度下,ABR池出现了厌氧氨氧化启动的迹象;研究同时发现,水质的波动和气温的变化是工程中影响厌氧氨氧化菌活性的因素。论文的主要创新点在于:(1)以猪场废水为研究对象,以实现厌氧氨氧化为,对亚硝化了比较的考察,了亚硝化出水厌氧氨氧化要求的工艺条件,对其COD和氨氮降解的考察,亚硝化阶段COD降解和氨氮去除的动力学模型;(2)对亚硝化—厌氧氨氧化处理猪场废水了探索,确立了影响其污染物去除率稳定的因素。论文的上述研究成果,为厌氧氨氧化技术的实用性研究理论依据。关键词:猪场废水论文生物脱氮论文亚硝化论文厌氧氨氧化论文

    摘要3-5

    Abstract5-12

    引言12-14

    国内外研究及选题14-26

    1.厌氧氨氧化反应机理14-16

    1.1 反应机理14-15

    1.2 主要中间产物15

    1.3 参与反应的主要酶15-16

    2.厌氧氨氧化优势菌及生理生化等特征16-18

    2.1 厌氧氨氧化优势菌16-17

    2.2 厌氧氨氧化菌的超微结构17

    2.3 厌氧氨氧化菌的影响因素17-18

    3.厌氧氨氧化菌的富集与启动研究18-23

    3.1 进水废水性质18-19

    3.1.1 人工模拟废水18-19

    3.1.2 实际废水19

    3.2 接种污泥类型19-20

    3.2.1 产甲烷颗粒污泥19

    3.2.2 好氧硝化污泥19-20

    3.2.3 厌氧反硝化污泥20

    3.3 反应器类型20-23

    3.3.1 生物膜反应器20-21

    3.3.2 絮体生物反应器21

    3.3.3 不同反应器应用于厌氧氨氧化的运行效果比较分析21-23

    4.亚硝化和厌氧氨氧化工艺组合研究23-24

    4.1 SHARON-ANANMMOX工艺23

    4.2 OLAND工艺23-24

    4.3 CANON工艺24

    4.4 SNAP工艺24

    5.实际工程应用24-25

    6.选题及研究25-26

    试验研究26-60

    章 好氧亚硝化(Sharon)与主要影响因素分析28-40

    1.实验及仪器、装置28-29

    1.1 实验28

    1.1.1 实验用水28

    1.1.2 接种污泥28

    1.2 实验仪器、装置28-29

    1.2.1 主要实验仪器28-29

    1.2.2 实验装置29

    2.主要检测指标及分析方法29-30

    3.结果及分析30-39

    3.1 运行结果及分析30-32

    3.1.1 污泥驯化/反应器启动阶段30-31

    3.1.2 提高、稳定亚硝化反应阶段31-32

    3.2 亚硝化分析32-35

    3.2.1 亚硝化中基质浓度变化分析33-34

    3.2.2 亚硝化中pH变化分析34-35

    3.3 曝气量对亚硝化影响分析35-38

    3.3.1 曝气量与基质浓度变化关系35-36

    3.3.2 曝气量与达到厌氧氨氧化要求所需水力停留时间关系36-37

    3.3.3 曝气量对pH变化的影响分析37-38

    3.4 亚硝化表观动力学分析38-39

    4.39-40

    章 厌氧氨氧化(Anammox)启动40-52

    1.实验及仪器、装置40-42

    1.1 实验40-41

    1.1.1 实验用水40-41

    1.1.2 接种污泥41

    1.2 实验仪器、装置41-42

    1.2.1 主要实验仪器41

    1.2.2 实验装置41-42

    2.主要检测指标及分析方法42

    3.结果及分析42-50

    3.1 启动运行结果及分析42-47

    3.1.1 基质变化分析43-45

    3.1.2 pH变化分析45-46

    3.1.3 亚硝酸盐氮/氨氮消耗比例变化46

    3.1.4 污泥物理形态变化分析46-47

    3.1.5 小结47

    3.2 运行故障后不稳定运行结果及分析47-50

    3.2.1 基质去除效率分析47-48

    3.2.2 pH变化分析48-49

    3.2.3 亚硝酸盐氮/氨氮消耗比例变化49-50

    3.3.4 小结50

    4.50-52

    章 亚硝化和厌氧氨氧化组合52-60

    1.实验52

    2.主要检测指标及分析方法52

    3.结果及分析52-57

    3.1 基质去除效果分析52-53

    3.2 氨氮/亚硝酸盐氮消耗比例变化分析53-54

    3.3 pH变化分析54

    3.4 污泥性状观察54-56

    3.4.1 宏观性状54-55

    3.4.2 微观性状55-56

    3.5 厌氧氨氧化污泥的分子生物学研究56-57

    3.5.1 污泥总DNA的提取56

    3.5.2 厌氧氨氧化细菌16S rDN断的扩增56-57

    3.5.3 结果57

    4.57-60

    工程应用探索60-68

    1.污水来源、特点及水质水量60

    2.处理工艺流程60-61

    3.主要检测指标及分析方法61-62

    4.运行结果及分析62-67

    4.1 主要污染指标去除效果分析62-64

    4.1.1 COD去除效果分析62-63

    4.1.2 氨氮去除效果分析63-64

    4.2 生物接触氧化池亚硝化效果分析64-65

    4.3 厌氧氨氧化效果分析65-67

    5.67-68

    研究及建议68-70

    1.研究68

    2.建议68-70

    2.1 尝试多种反应器及新型高效反应器研制68-69

    2.2 脱氧方式改进69-70

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