序批式移动床生物膜反应器强化反硝化除磷处理城镇生活污水

【摘要】：当今社会,水体富营养化问题日益突出,污水处理排放标准日益严格,经济高效的去除水体中的有机物、氮磷等污染物是污水处理厂面临的一大关键性问题。在传统的生物法进行脱氮除磷的过程中生物脱氮和生物除磷是两个相对独立的生物化学过程,在处理碳源较低的污水时会出现反硝化菌和除磷菌对污水中碳源竞争的矛盾,因此无法达到理想的处理效果。反硝化除磷技术是近年来备受关注的生物处理新技术,本论文以该理论作为研究的基础,在序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)中,研究反应系统的反硝化除磷特性及各种因素对反硝化除磷效果的影响,并在此研究的基础上对SBMBBR中的反硝化除磷动力学进行研究。本论文针对日益加重的城镇污水处理难以达标的问题,采用SBMBBR驯化反硝化除磷菌,继而对城镇生活污水进行高效的处理。继在SBMBBR中实现悬浮填料的挂膜、反硝化除磷菌的驯化之后,考察有机物浓度(COD)、温度、pH、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)等对反硝化除磷效果的影响,并分析污水中氮磷化合物的降解途径,从而对反硝化除磷动力学进行研究,为实际工程的应用提供指导。实验结果表明:在SBMBBR中,通过两段式的驯化,可以快速地实现反硝化除磷菌的驯化。在驯化结束时,反应器内总MLSS(生物膜污泥和悬浮污泥)为4000mg/L左右。在运行周期为8h时,COD、氨氮、TP的去除率分别达到95%、90%、90%以上,出水浓度分别为8.07mg/L、3.67mg/L、0.46mg/L,处理后的出水水质达到城镇污水一级A排放标准。当以NO3--N作为反硝化除磷的电子受体时,NO3--N浓度为60 mg/L时取得最佳的缺氧吸磷效果;然而当NO2--N作为电子受体时,NO2--N高于20 mg/L便会抑制反硝化除磷菌的活性。由此说明:在SBMBBR中,以NO3--N作为电子受体进行反硝化除磷具有很好的处理效果。通过光学显微镜和电子显微镜观察可知,悬浮填料生物膜形态完整、结构致密、外观呈棕褐色,由球菌和各种的杆菌构成,并且生物膜表面分布着了较多的原生动物和微型后生动物,它们均表现出了较好的生物活性。 【关键词】：序批式移动床生物膜反应器 反硝化除磷菌 反硝化除磷 城镇生活污水
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究目的和意义10
• 1.3 生物脱氮除磷技术研究进展10-14
• 1.3.1 传统生物脱氮除磷技术10-13
• 1.3.2 新型生物脱氮除磷技术13-14
• 1.4 反硝化除磷技术的研究14-17
• 1.4.1 反硝化除磷的发展14
• 1.4.2 反硝化除磷的理论14-16
• 1.4.3 反硝化除磷国内外研究现状16-17
• 1.5 本课题的研究目标和研究内容17-19
• 1.5.1 研究目标17
• 1.5.2 研究内容17-19
• 1.6 技术路线19-20
• 第2章 材料与方法20-24
• 2.1 装置和实验废水20-21
• 2.2 试验仪器21
• 2.3 分析项目与方法21-24
• 2.3.1 水样的处理和保存21-22
• 2.3.2 检测项目与检测方法22
• 2.3.3 实验方法22-24
• 第3章 序批式移动床生物膜反应器的启动24-35
• 3.1 序批式移动床生物膜反应器的挂膜24-28
• 3.1.1 挂膜期间COD的去除特性25
• 3.1.2 挂膜期间氨氮的去除特性25-26
• 3.1.3 挂膜期间TP的去除特性26-27
• 3.1.4 挂膜期间生物膜量的变化27
• 3.1.5 挂膜期间生物膜及生物相的变化27-28
• 3.2 反硝化除磷的驯化阶段28-31
• 3.2.1 驯化阶段的COD去除特性28-29
• 3.2.2 驯化阶段的氨氮去除特性29
• 3.2.3 驯化阶段的TP去除特性29-30
• 3.2.4 驯化阶段硝态氮的去除特性30-31
• 3.3 驯化结束后单周期运行实验31-32
• 3.4 污泥形态的表征及生物相的观察32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第4章 SBMBBR反应器脱氮除磷优化实验研究35-46
• 4.1 厌氧释磷段的影响因素35-38
• 4.1.1 COD浓度对厌氧释磷的影响35-36
• 4.1.2 NO_3~--N浓度对厌氧释磷的影响36-37
• 4.1.3 NO_2~--N浓度对厌氧释磷的影响37
• 4.1.4 pH对厌氧释磷的影响37-38
• 4.2 好氧段硝化作用的影响因素38-41
• 4.2.1 pH对好氧硝化作用的影响38-39
• 4.2.2 DO对好氧硝化作用的影响39-40
• 4.2.3 温度对好氧硝化作用的影响40-41
• 4.3 缺氧吸磷段的影响因素41-45
• 4.3.1 NO_3~--N浓度对缺氧吸磷的影响41-42
• 4.3.2 NO_2~--N浓度对缺氧吸磷的影响42-43
• 4.3.3 温度对反硝化除磷特性的影响43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 SBMBBR反应器反硝化除磷动力学研究46-53
• 5.1 反应器中物料平衡方程的建立46-48
• 5.2 反硝化除磷动力学模型的建立48-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第6章 结论和建议53-55
• 6.1 结论53-54
• 6.2 建议54-55
• 参考文献55-60
• 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文60-61
• 致谢61

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