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基质对好氧颗粒的影响及其降解动力学研究

作　者: 刘剑梅
导　师: 杨昌柱
学　校: 华中科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 好氧颗粒污泥基质活性恢复降解动力学
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 38次
引　用: 1次
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内容摘要

好氧颗粒是微生物在特定情况下自发凝聚形成的结构密实、多种菌群共存、生物活性高、沉降性能好的特殊生物聚集体。在好氧颗粒的形成、稳定、活性恢复及污染物降解等各个阶段,基质对好氧颗粒的全生命周期都会产生较大影响。本研究共分三个部分。第一部分为不同基质浓度条件下好氧颗粒培养的研究。在两组结构相同的SBR（R1,R2）反应器中,分别采用“改变基质浓度”和“恒定基质浓度”的进料方案。试验结果表明,在颗粒化的不同阶段,好氧颗粒对基质浓度的需求是不同的。在培养初期,采用“空曝气”措施可以明显改善接种污泥的沉降性能;在颗粒化过程的前、中期,逐渐提高基质浓度有利于系统中异养菌和硝化菌的积累;而后期,高进水COD浓度会刺激异养菌的过度繁殖,不利于NH₃-N的去除;R1相对于R2可节约基质成本25%。第二部分为不同基质种类条件下对解体后好氧颗粒活性恢复的研究。试验结果显示,活性恢复过程中,基质种类会较大地影响好氧颗粒的物理特征,对TN和TP的去除及污染物的比降解速率产生影响。以乙酸钠作为恢复期基质的好氧颗粒脱氮除磷效果最好,其中以葡萄糖-乙酸钠混合基质进行活性恢复的好氧颗粒的COD比降解速率最大,达到10.74kgCOD/（kgMLSS·d）,以乙酸钠为进水基质可使好氧颗粒硝化,反硝化能力得到较好的恢复,NH₃-N和TN比降解速率分别达到0.335kgNH₃-N/（kgMLSS·d）和0.272kgTN/（kgMLSS·d）。第三部分为好氧颗粒基质降解动力学的研究。采用二次式与基质降解指数模型联立的方法,可较好的描述好氧颗粒对COD的降解过程,好氧颗粒降解乙酸钠的反应级数为1.38,该过程的最大比降解速率（Vmax）为5.44d-1,说明好氧颗粒对低浓度废水响应能力与活性污泥相当,而由于其特殊的结构和生化性质,好氧颗粒降解COD的优势主要体现在处理高浓度有机废水方面。好氧颗粒污泥NH₃-N降解动力学方程为:V=0.216C/（0.542+C）,降解过程符合一级反应动力学方程,根据动力学参数可以说明好氧颗粒对NH₃-N的降解活性明显大于传统活性污泥,好氧颗粒的特殊结构为硝化菌的大量富集创造了条件,为系统快速完成硝化作用奠定了基础,显示出其在脱氮方面的独特优势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-22
  1.1 好氧颗粒的影响因素研究现状  10-15
  1.2 污水生物处理动力学研究现状  15-19
  1.3 本课题研究的意义和内容  19-22
2 不同基质浓度培养好氧颗粒研究  22-34
  2.1 试验装置与材料  22-23
  2.2 运行条件及进料方案  23-24
  2.3 分析项目及方法  24
  2.4 污泥物理特性变化  24-30
  2.5 污染物的去除效果  30-32
  2.6 成本核算  32-33
  2.7 本章小结  33-34
3 基质对好氧颗粒活性恢复影响研究  34-45
  3.1 试验装置与材料  34-35
  3.2 分析项目及方法  35-36
  3.3 污泥物理特性变化  36-39
  3.4 污染物的去除效果  39-42
  3.5 生物活性  42-44
  3.6 本章小结  44-45
4 好氧颗粒基质降解动力学研究  45-62
  4.1 试验装置与材料  45-46
  4.2 分析项目及试验方法  46-47
  4.3 COD 降解动力学  47-55
  4.4 NH3-N 降解动力学  55-59
  4.5 好氧颗粒的传质  59-61
  4.6 本章小结  61-62
5 结论与建议  62-64
  5.1 结论  62-63
  5.2 建议  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-70
附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文  70

基质对好氧颗粒的影响及其降解动力学研究

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