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反硝化脱氮补充碳源选择与研究

作 者: 李基东
导 师: 李咏梅
学 校: 同济大学
专 业: 环境工程
关键词: 反硝化 反硝化动力学 污泥水解VFAs 秸秆 碳源
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 442次
引 用: 8次
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内容摘要


在污水处理过程中,异养反硝化脱氮需要一定浓度的有机物作为反硝化的电子供体,但目前我国南方污水处理厂由于进水COD浓度低(COD在200mg/L左右),普遍存在脱氮碳源不足的问题,因此常常需要投加甲醇作为碳源以满足反硝化的需要。但甲醇的毒性和昂贵价格给应用带了困难,因此寻找新型的廉价的碳源成为迫切的需求。本文选择并研究了几种碳源在不同条件下对氮的去除效果,以及对反应动力学参数进行了优化。在以秸秆为碳源的情况下,选用固定化的生物膜反应器,采用推流方式,发现水力停留时间对去除效果起非常大的影响,去除率随停留时间延长而提高,在水力停留时间为42.3h时,去除率可以达到86%,最低出水硝酸盐氮浓度为5.1mg/L。出水COD浓度较低,最高不超过63.2mg/L。以剩余污泥水解生成VFAs(挥发脂肪酸),水解时间对产出的SCOD(可溶解性COD)量影响较大,SCOD随水解时间线性增长。在所测6种VFAs当中,乙酸含量最高,可占总VFAs COD的48%,而总VFAs COD占SCODT(总可溶解性COD)的40%左右。以剩余污泥水解VFAs为碳源的反硝化试验中,COD/N对去除效果影响很大,在COD/N低于6的情况下,亚硝酸盐氮积累严重并且不能被有效去除,但脱氮率随COD/N的增加而增大。在COD/N大于8.4时可以基本实现脱氮。试验中发现,在反应过程中,VFA类物质可以较快速地被微生物利用,但其他类型的COD在反应过程中难于被微生物利用。本文还比较了乙酸钠、新鲜垃圾渗滤液、稳定垃圾渗滤液、剩余污泥水解产物和淀粉五种碳源的脱氮速率,发现除淀粉外,其他四种碳源在合适C/N的条件下均可有效去除水中NO3-N(硝态氮),污泥水解产物拥有最高的脱氮速率,新鲜垃圾渗滤液拥有最高的耗碳速率。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-27
  1.1 水环境现状  11-12
  1.2 生物脱氮原理及工艺  12-17
    1.2.1 生物脱氮原理  13-14
    1.2.2 生物脱氮工艺  14-17
  1.3 生物脱氮影响因素  17-19
    1.3.1 硝化反应的影响因素主要包括  17-18
    1.3.2 反硝化反应的影响因素主要包括  18-19
  1.4 反硝化动力学  19-21
    1.4.1 双Monod模式  19-20
    1.4.2 单一底物Monod模型  20
    1.4.3 零级反应模型  20-21
  1.5 碳源分类及研究现状  21-24
    1.5.1 碳源分类  21-22
    1.5.2 碳源研究现状  22-24
  1.6 课题研究背景及意义  24-27
第2章 研究内容及试验概况  27-33
  2.1 试验研究内容  27
  2.2 试验设备  27-28
  2.3 试验装置  28-29
    2.3.1 间歇式试验装置  28
    2.3.2 连续式试验装置  28-29
    2.3.3 污泥水解装置  29
  2.4 试验用水及污泥  29-30
  2.5 分析测试项目和方法  30-33
第三章 秸秆碳源反硝化研究  33-43
  3.1 反应条件  34
  3.2 水力停留时间对脱氮的影响  34-40
    3.2.1 水力停留时间(HRT)对氮去除效果的影响  35-36
    3.2.2 水力停留时间(HRT)对出水COD的影响  36-37
    3.2.3 水力停留时间(HRT)对平均脱氮速率的影响  37-38
    3.2.4 推流反应器模型参数确定  38-40
  3.3 全混式反应器对反硝化的影响  40-41
    3.3.1 反应条件  40-41
    3.3.2 脱氮效果  41
  3.5 本章小结  41-43
第四章 剩余污泥转化VFAS碳源及脱氮研究  43-59
  4.1 剩余污泥水解生成VFAs研究  43-47
    4.1.1 试验方法  43
    4.1.2 水解时间对SCOD_T的影响  43-45
    4.1.3 水解时间对产酸效果的影响  45-47
  4.2 COD/N对生物转化VFAs碳源反硝化的影响  47-58
    4.2.1 反应条件  47
    4.2.2 低COD/N反硝化研究  47-54
    4.2.3 高COD/N反硝化研究  54-56
    4.2.4 VFAs与COD在反应过程中的变化情况  56-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章 几种碳源的反硝化动力学研究  59-71
  5.1 乙酸钠碳源  60-62
  5.2 稳定垃圾渗滤液碳源  62-64
  5.3 新鲜垃圾渗滤液碳源  64-65
  5.4 淀粉碳源  65-67
  5.5 剩余污泥发酵液碳源  67-69
  5.6 本章小结  69-71
第六章 结论与建议  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 建议  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果  76

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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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