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SBR单级好氧法脱氮除磷的研究

作　者: 刘医璘
导　师: 李小明
学　校: 湖南大学
专　业: 环境工程
关键词: 脱氮除磷模拟城市生活污水 SBR 单级好氧法 pH 糖原 PHB 聚磷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

近年来,氮、磷化合物导致水体污染和水质富营养化的现象日益严重。因此,污水的处理不仅需要从污水中去除COD,而且还要脱氮除磷,这就要求一个污水处理系统具备多种处理功能。本研究介绍了SBR单级好氧法脱氮除磷的试验研究,在采用SBR单级好氧法处理城市生活污水的脱氮除磷过程中,在低pH值条件下仍能高效去除NH4+-N。以模拟城市生活污水为研究对象,比较了SBR单级好氧法在不同pH值条件下(pH=8±0.2和pH=6.5±0.2)对氮转化途径的影响.结果表明,运行方式为瞬时进水→曝气(4h)→沉淀间歇(4h)→瞬时出水,两个反应器NH4+-N进水浓度为25~40 mg·L-1,NH4+-N转化率均在80%以上.pH为8±0.2的反应器内发生了传统的硝化作用,部分NH4+-N通过同时硝化反硝化作用去除;pH为6.5±0.2的反应器内反应过程中NO2--N的生成速率近乎为零,NO3--N的浓度在曝气结束时达到最高值,也仅为1.6 mg·L-1,反应过程中NO2--N、NO3--N的浓度没有明显积累.而反应器内废水中TIN的去除量为25.75 mg·L-1,泥中氮的增长量约为22.2 mg·L-1,略低于废水中氮的去除量,表明废水中的氮大部分转化到了污泥中,这与传统的脱氮理论有所区别。研究推断,在低pH条件下NH4+-N的去除主要是通过微生物超量吸收氮源后通过排除富氮污泥来实现的。前期研究中发现在以葡萄糖作为唯一碳源的SBR单级好氧法除磷过程中,进水后未经过厌氧段而直接曝气,仍能达到良好的除磷效果且整个反应周期中反应器内的PHA含量没有明显变化。针对研究出现的异于传统的生物除磷现象,本试验用葡萄糖和乙酸钠作为碳源对比研究,分析不同碳源对微生物除磷的影响。以模拟城市生活污水为研究对象,比较了SBR单级好氧法在以不同基质(R1:以葡萄糖作为反应的唯一碳源;R2:以醋酸钠作为反应的唯一碳源)作为碳源对生物除磷的能源代谢的研究。结果表明,运行方式为瞬时进水→曝气(4h)→沉淀、静置(8h)→瞬时出水,在反应长期运行中,R1反应器中好氧曝气段反应器中单位泥去除磷浓度约为6 mgP.gSS-1,R2反应器单位泥去除磷浓度约为3.4~4 mgP.gSS-1, R1反应器的磷去除效率明显高于R2反应器。R1反应过程中PHA浓度并没有明显的变化,整个反应周期内都约稳定在1.2mg.g-1左右,在整个曝气阶段,反应器内糖原浓度在前30min内增长到最大值后逐渐下降; R2反应器在反应前30min中糖原浓度和PHA浓度都达到了最大值,之后两者浓度均有下降,PHA的分解产生的能量部分合成糖原使糖原浓度在反应2h时再次达到一个峰值,直到好氧结束时,微生物体内的糖原浓度仍高于细胞的初始水平。试验推测,R1反应器中,微生物在曝气阶段主要是靠好氧前期快速合成的糖原作为主要能源物质,在曝气结束时,体内糖原水平消耗到原始水平,静置期内微生物主要分解体内的聚磷来维持微生物的生长;R2反应器中微生物在好氧阶段主要利用糖原和PHA,在静置期内微生物依靠剩余糖原和分解体内聚磷维持细胞生长并部分合成PHA。对于本研究中的单级好氧生物除磷机理的试验还有待进一步的研究和探讨。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
插图索引  12-13
附表索引  13-14
第1章绪论  14-16
  1.1 水环境的污染现状  14-16
    1.1.1 氮磷与水体富营养化  14-15
    1.1.2 水污染防治的意义  15-16
第2章废水脱氮除磷理论及意义  16-44
  2.1 脱氮理论与工艺  16-31
    2.1.1 废水物化法脱氮  16-17
    2.1.2 废水生物脱氮理论及技术  17-19
    2.1.3 生物脱氮的影响因素  19-21
    2.1.4 传统生物脱氮工艺  21-23
    2.1.5 新型生物脱氮工艺  23-31
  2.2 除磷理论与工艺  31-44
    2.2.1 物化法除磷  31-32
    2.2.2 废水生物除磷理论  32-37
    2.2.3 废水生物除磷工艺  37-44
第3章 SBR 技术的发展与应用  44-47
  3.1 SBR 技术的发展  44
  3.2 SBR 工作原理  44-45
  3.3 SBR 工艺特点  45-46
  3.4 SBR 工艺应用  46-47
第4章课题背景与研究内容  47-50
  4.1 课题背景  47
  4.2 研究内容  47
  4.3 本研究与传统脱氮除磷的区别  47-48
  4.4 实验测试项目及分析方法  48-50
    4.4.1 水样的处理和保存  48
    4.4.2 测试项目及分析方法  48-50
第5章 SBR 单级好氧法在低pH 值条件下进行氮的去除  50-60
  5.1 引言  50
  5.2 材料与方法  50-51
    5.2.1 实验装置及运行方法  50-51
    5.2.2 污水水质  51
    5.2.3 分析仪器  51
  5.3 结果  51-55
    5.3.1 长期运行中NH_4~+-N 的变化  51-53
    5.3.2 R1 反应器和R2 反应器典型周期内各参数的变化  53-55
  5.4 讨论  55-59
    5.4.1 废水中氮的物料衡算  55-56
    5.4.2 污泥中氮的计算  56-57
    5.4.3 关于与传统硝化区别的讨论  57-59
  5.5 小结  59-60
第6章碳源对生物除磷能量代谢影响研究  60-68
  6.1 研究背景  60
  6.2 材料与方法  60-61
    6.2.1 试验装置及运行方法  60-61
    6.2.2 污水水质  61
    6.2.3 分析仪器  61
  6.3 结果与分析  61-66
    6.3.1 长期运行中反应器中TP 的变化  61-63
    6.3.2 R1 反应器和 R2 反应器典型周期内参数的变化  63-66
  6.4 讨论  66-67
  6.5 小结  67-68
结论与展望  68-71
参考文献  71-80
致谢  80-81
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  81-82
附录 B COD 微波消解滴定法  82-83

SBR单级好氧法脱氮除磷的研究

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