环境科学与资源利用论文_短程硝化反硝化处理高

文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 氮素的危害

    1.2.1 高浓度氨氮废水来源

    1.2.2 高氨氮废水的危害

1.3 传统污水脱氮物化工艺与生物工程理论

    1.3.1 物理化学工艺

    1.3.2 生物脱氮工艺

1.4 短程硝化反硝化工艺

    1.4.1 影响NO_2~--N累积的因素

    1.4.2 短程硝化工艺应用

1.5 研究内容

第2章 研究材料与方法

2.1 实验反应器

2.2 模拟人工废水组成

2.3 分析方法

    2.3.1 水质指标与方法

    2.3.2 污泥指标与方法

    2.3.3 硝化机理指标与方法

2.4 研究方案

    2.4.1 实验设计

    2.4.2 运行方案

第3章 短程硝化反硝化工艺处理高氨氮废水的运行与效果

3.1 引言

3.2 运行初期控制参数实验

    3.2.1 单因素pH控制实验

    3.2.2 单因素DO控制实验

3.3 应用短程硝化处理废水效果

    3.3.1 出水水质分析

    3.3.2 脱氮效果分析

3.4 本章小结

第4章 氨氮浓度对短程硝化程度以及反应速率影响分析

4.1 引言

4.2 反应器微生物好氧速率分析

4.3 氨氮氧化速率、亚硝酸盐及硝酸盐累积分析

4.4 反应动力学研究

4.5 本章小结

第5章 高浓度氨氮对活性污泥的影响与变化

5.1 氨氮浓度对系统内污泥量与污泥负荷分析

5.2 活性污泥胞外聚合物在高氨氮下的影响

    5.2.1 胞外聚合物组分变化结果

    5.2.2 多糖与蛋白

5.3 污泥形态结构与变化分析

5.4 本章小结

第6章 高浓度氨氮下短程硝化功能菌群变化与分析

6.1 微生物种群对比变化

6.2 微生物功能菌门水平对比分析

6.3 微生物功能菌属水平对比分析

6.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论著情况

文章摘要:实验依靠传统A/O工艺运行短程硝化反硝化工艺,在初期进行参数实验确定运行参数pH和溶解氧（DO）的控制范围,得出将pH控制在7.5-7.9、DO控制1.6-2.0 mg/L时系统的氨氮去除效果最好,亚硝酸盐（NO₂^--N）累积效果最佳。随后研究对高浓度氨氮废水的脱氮效果及高浓度氨氮对短程硝化反应速率、系统内活性污泥和功能菌群的影响。结果表明处理氨氮浓度约1000 mg/L的人工废水时,氨氮去除效果最高可达99.3%,平均去除率均高于95%,且总氮（TN）的去除率为71.9-78.4%,平均达到75.3%,有较高的脱氮效果,同时对有机质的去除效果也表现良好。针对短程硝化程度和反应速率进行研究,高浓度氨氮下系统游离氨(C_FA)浓度从最初的0.38 mg/L提高到17.11 mg/L,较大程度上影响亚硝酸盐氧化菌（NOB）活性,而对氨氧化菌（AOB）影响较小,导致AOB更容易争夺氧气。同时微生物耗氧速率的结果表明,随着氨氮浓度的提高AOB耗氧速率从最初24.64 mgO₂/（MLVSS?h）最终下降到15.66 mgO₂/（MLVSS?h）,而NOB耗氧速率从最初的27.4 mgO₂/（MLVSS?h）降低为1.09mgO₂/（MLVSS?h）;通过研究氨氮（NH₄⁺）与NO₂^--N的氧化速率测定结果表明,氨氮浓度的提高导致NO₂^--N的氧化速率下降,所以高氨氮条件下反应器更容易累积NO₂^--N;应用Monod方程模拟两组反应器对氨氮的反应动力学,结果表明氨氮浓度从40 mg/L升高到1000 mg/L后,氨氮的最大反应速率从0.24 d^-1提高到0.74 d^-1,证明高氨氮下系统内部底物反应的速率加快。在污泥的研究中,通过对污泥的质量和污泥内部微生物菌落两方面进行研究。结果表明,高浓度氨氮下污泥量提高且MLVSS/MLSS由0.67提高至0.77,这意味着活性污泥的可生化性变高;胞外聚合物（EPS）增多,多糖从8.5 mg/gVSS提高到17.6 mg/gVSS、蛋白从8.77 mg/gVSS升高至14.31 mg/gVSS,污泥EPS外部构筑体增多与底物的反应速率增快,且PN/PS减少意味着污泥强度和稳定性提高;SEM电镜扫描结果可知,高浓度下的污泥内部结构层次增多同时比表面积增大,并初步观察到内部微生物的形态产生变化。功能菌群的分析结果表明,对照组与实验组热聚图结果显示菌落间距离较大,种群相似度很低,证明高浓度氨氮影响功能菌的组成。同时微生物丰度提高,但是Simpson指数的降低与Shannon指数的升高代表种群多样性反而降低;优势门从Proteobacteria、Planctomycetes、Bacteroidetes和Chloroflexi变为Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi、Ignavibacteriae;属水平上反硝化菌Thauera大量增多,氨氮氧化功能菌Nitrosomonas、Phycisphaera和Solitalea为优势属。对照组污泥中未检测到亚硝酸盐氧化菌Nitrospira,证明氨氮浓度的增加逐步淘汰了Nitrospira,使得高浓度氨氮下NO

文章来源：《环境科学与管理》 网址: http://www.hjkxygl.cn/qikandaodu/2021/1110/1061.html