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生态槽系统对低C/N污水脱氮试验研究

作　者: 陈海兵
导　师: 何江涛；王雨春
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 环境工程
关键词: 硝态氮 脱氮 水培植物 溶解性有机碳 硫自养反硝化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


城市生活污水经过污水厂处理后一般都是COD和NH4-N得到有效去除,而TN往往得不到有效去除,其主要成分为NO3-N。排入河道后会导致富营养化,影响河流的生态系统。当用生物脱氮的方法处理此类低C/N污水时,由于没有有机碳源,反硝化过程缺乏足够的有机物作为电子供体,导致反硝化效率低。本研究基于生态工程原理,设计了好氧厌氧的生态槽反应器系统,进入反应器的水体自动形成好氧和厌氧区（体积比为1:2）,选用太舟坞污水处理厂二沉池出水作为研究对象,在不同水力负荷及NO3-N污染负荷条件下,通过静态及连续流动态试验运行,考察了反硝化工艺的可行性,探讨了工艺运行的关键影响因素如pH值和碳氮比等,结果表明:①生态槽系统好氧区的DO变化波动较大,无明显规律,而厌氧区的DO一般维持在0.52 mg/L,为反硝化的进行提供了良好的溶解氧环境;②流量为5 L/h、10 L/h、20 L/h时,NO3-N浓度从19.4 mg/L降至11.8 mg/L、13.7 mg/L和16.9 mg/L,三个不同水力负荷所对应的NO3-N去除率分别为38.6%、29.3%和12.2%。③当投加葡萄糖且碳源充足时,C/N为1.82时反硝化效果最佳,TN与NO3-N的去除率分别能达到87.2%和93.21%,出水浓度分别降到2.2和1.04mg/L;④四种水培植物对TN都有一定的去除效果,不同水生植物的去除效果有所差异,凤眼莲及龙舌兰对TN的去除效果最好,TN浓度由32.2 mg/L分别减至15.7 mg/L和17.9 mg/L,去除率分别为51.2 %和56.8 %,与TN去除效果相对应,对NH4-N效果最好的也是凤眼莲跟龙舌兰,去除率都达到90 %以上;⑤采用凤眼莲跟生态槽联合时发现,对水质净化有一定效果,分泌的DOC进入厌氧区能被反硝化细菌利用,在流量为10 L/h和20 L/h时,NO3-N的去除率分别提高了20.37%和9.27%;⑥在流量Q=20 L/h条件处理污水时,异养反硝化菌对硝态氮的去除只能达到12.3%,而硫自养反硝化作用对硝态氮去除能达到37.7%,且出水水质比较稳定,不受有机质碳源的影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-24
  1.1 水体富营养化问题及危害  12-16
    1.1.1 水体富营养化问题  12-13
    1.1.2 我国水体富营养化现状  13-14
    1.1.3 水体富营养化的危害  14-16
  1.2 污水脱氮原理及研究现状  16-20
    1.2.1 传统生物脱氮原理  16-19
    1.2.2 污水生物脱氮研究现状  19-20
  1.3 论文选题依据和课题来源  20-22
  1.4 研究目标和内容  22-24
2 试验设施和方案  24-30
  2.1 试验水质  24-25
  2.2 试验装置  25-27
  2.3 试验方案  27-28
  2.4 水质测定方法及仪器  28-30
3 试验启动与运行  30-41
  3.1 试验启动及挂膜  30-31
  3.2 静态试验分析  31-36
    3.2.1 空槽运行效果  32-35
    3.2.2 生物滤球强化处理  35-36
  3.3 动态试验分析  36-40
    3.3.1 不同水力负荷对脱氮的影响  36-38
    3.3.2 外加碳源对脱氮的影响  38-40
  3.4 小结  40-41
4 水培植物筛选试验  41-58
  4.1 水生植物去除水体氮的营养机制  41-44
    4.1.1 植物在水生态系统中的作用  41-42
    4.1.2 水生植物在污水处理中的一些实例研究  42-44
    4.1.3 高效净化水生植物品种筛选  44
  4.2 本试验所选植物之比较  44-52
    4.2.1 水培植物对氮素的去除效果  46-50
    4.2.2 DOC 分泌变化  50-52
  4.3 凤眼莲在生态槽试验中的净化效果  52-57
    4.3.1 流量为10L/h 的净化效果  53-55
    4.3.2 流量为20L/h 的净化效果  55-57
  4.4 小结  57-58
5 硫自养反硝化的脱氮效果  58-68
  5.1 硫自养反硝化工艺的生物化学原理  58-59
  5.2 硫自养反硝化的研究进展  59-60
  5.3 本研究试验分析  60-66
    5.3.1 试验准备及运行  60-62
    5.3.2 静态试验分析  62-64
    5.3.3 动态试验分析  64-66
  5.4 小结  66-68
6 结论与建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 建议  69-70
致谢  70-72
参考文献  72-78
附录  78

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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