同時(shí)硝化/反硝化除磷系統(tǒng)處理低碳城市污水的過(guò)程控制及機(jī)理研究

【摘要】：隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日益尖銳，水質(zhì)指標(biāo)體系的不斷嚴(yán)格，污水處理技術(shù)逐漸地從以單一去除有機(jī)物為目的的階段進(jìn)入同時(shí)具有脫氮除磷的深度處理階段，以控制富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題為目的的脫氮除磷技術(shù)成為水污染控制中廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。本課題所研究的同時(shí)硝化/反硝化除磷系統(tǒng)（SNDPR）針對(duì)碳、氮、磷比例失調(diào)且碳源偏低的我國(guó)南方地區(qū)城市污水特點(diǎn)，縮短脫氮除磷流程，使硝化和反硝化除磷在活性污泥系統(tǒng)中同時(shí)發(fā)生，從根本上解決南方城市污水難題，同時(shí)也為剩余污泥減量化和節(jié)約能耗提供新思路。 試驗(yàn)采用序批式活性污泥法(SBR)，以人工模擬城市污水為處理對(duì)象，厭氧/好氧和厭氧/缺氧/好氧兩種運(yùn)行模式馴化污泥，使硝化菌和反硝化聚磷菌實(shí)現(xiàn)共存；為了探索穩(wěn)定而持續(xù)SNDPR過(guò)程所需的條件，在不同供氧模式（連續(xù)曝氣和間歇曝氣）下，考察了SNDPR過(guò)程中COD、PHB、TP、TN和電化學(xué)參數(shù)（pH和ORP）的變化規(guī)律，確定實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)SNDPR過(guò)程的適宜運(yùn)行工況；根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中不同階段微生物胞內(nèi)的PHB含量，分析了PHB變化規(guī)律和SNDPR之間的關(guān)聯(lián)性，提出了PHB定向積累和穩(wěn)定降解的操控條件，并且在微生物環(huán)境理論上探討SNDPR過(guò)程發(fā)生機(jī)理。 試驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)兩階段馴化，反硝化聚磷菌比例提升至85.9%，硝化速率達(dá)5.97mg/(L h)，實(shí)現(xiàn)了反硝化除磷菌和硝化菌的良好共存，并使系統(tǒng)具有良好同時(shí)硝化/反硝化除磷性能；在相同曝氣量下，間歇曝氣模式比連續(xù)曝氣模式更有利于SNDPR過(guò)程的發(fā)生；在間歇曝氣模式下，低AF值和高fIA值的間歇模式能實(shí)現(xiàn)PHB穩(wěn)定持續(xù)降解，并且能維持穩(wěn)定的低氧環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)SNDPR過(guò)程的穩(wěn)定；當(dāng)曝氣量為40L/h、AF值為0.5和fIA值為24時(shí)，系統(tǒng)SNDPR過(guò)程的穩(wěn)定性和持續(xù)性最佳，對(duì)低碳城市污水處理效果最佳：TN去除率為87.9%，TP的去除率為93.5%。 【關(guān)鍵詞】：同時(shí)硝化/反硝化除磷 低碳城市污水 PHB 電化學(xué)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-35
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.1.1 課題來(lái)源14
• 1.1.2 課題研究背景14-15
• 1.2 生物脫氮除磷理論和發(fā)展15-19
• 1.2.1 生物脫氮基本理論15-16
• 1.2.2 生物除磷基本理論16
• 1.2.3 生物脫氮除磷工藝的現(xiàn)狀16-19
• 1.3 傳統(tǒng)生物脫氮除磷技術(shù)存在問(wèn)題19-20
• 1.3.1 微生物的混合培養(yǎng)19-20
• 1.3.2 污泥齡20
• 1.3.3 碳源20
• 1.3.4 回流污泥中的硝酸鹽20
• 1.4 生物脫氮除磷理論與技術(shù)的新發(fā)展20-24
• 1.4.1 同時(shí)硝化反硝化(SND)20-22
• 1.4.2 短程硝化反硝化22-23
• 1.4.3 厭氧氨氧化(ANAMMOX)23
• 1.4.4 反硝化除磷23-24
• 1.5 生物脫氮除磷過(guò)程中 PHB 合成降解規(guī)律和過(guò)程控制研究24-30
• 1.5.1 PHB簡(jiǎn)介24-26
• 1.5.2 生物脫氮除磷過(guò)程中PHB合成降解規(guī)律研究進(jìn)展26-28
• 1.5.3 生物脫氮除磷過(guò)程控制研究進(jìn)展28-30
• 1.6 課題研究目的、意義和研究?jī)?nèi)容30-35
• 1.6.1 研究目的及意義30-32
• 1.6.2 課題研究?jī)?nèi)容32-33
• 1.6.3 課題研究技術(shù)路線33-35
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法35-42
• 2.1 試驗(yàn)用水來(lái)源及水質(zhì)35
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法35-39
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置及儀器35-36
• 2.2.2 水質(zhì)檢測(cè)分析方法和設(shè)備36-39
• 2.3 污泥培養(yǎng)和馴化39-42
• 第3章 同時(shí)硝化/反硝化除磷效能研究42-61
• 3.1 反硝化聚磷菌富集與強(qiáng)化42-46
• 3.1.1 不同階段典型周期內(nèi)DPB富集效果42-44
• 3.1.2 不同階段典型周期內(nèi)電化學(xué)參數(shù)變化規(guī)律44-46
• 3.2 馴化后水處理效果46-48
• 3.3 系統(tǒng)運(yùn)行工況初步確定48-51
• 3.3.1 厭氧時(shí)間的確定48-49
• 3.3.2 曝氣時(shí)間的確定49-50
• 3.3.3 沉淀時(shí)間的確定50-51
• 3.4 穩(wěn)定運(yùn)行周期內(nèi) SNDPR 的脫氮除磷效能51-54
• 3.4.1 有機(jī)物的去除效果51-52
• 3.4.2 氨氮及總氮的去除效果52-53
• 3.4.3 總磷的去除效果53-54
• 3.5 穩(wěn)定運(yùn)行中典型周期的脫氮除磷變化規(guī)律54-56
• 3.5.1 氮元素的變化規(guī)律54-55
• 3.5.2 有機(jī)物及TP的變化規(guī)律55
• 3.5.3 SNDPR過(guò)程中電化學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律55-56
• 3.6 系統(tǒng)脫氮與缺氧吸磷相關(guān)性56-59
• 3.6.1 PHB合成與磷釋放56-57
• 3.6.2 PHB的轉(zhuǎn)化與反硝化吸磷的定量關(guān)系分析57-58
• 3.6.3 系統(tǒng)脫氮與除磷定量關(guān)系58-59
• 3.7 本章小結(jié)59-61
• 第4章 同時(shí)硝化/反硝化除磷系統(tǒng)控制策略及機(jī)理研究61-85
• 4.1 反應(yīng)周期內(nèi)恒定氣量的連續(xù)曝氣模式61-72
• 4.1.1 反應(yīng)周期內(nèi)恒定不同氣量的TN去除效果比較62-64
• 4.1.2 反應(yīng)周期內(nèi)恒定不同曝氣量的TP去除效果比較64-65
• 4.1.3 反應(yīng)周期內(nèi)恒定不同氣量的有機(jī)物與PHB變化規(guī)律比較65-67
• 4.1.4 反應(yīng)周期內(nèi)恒定不同氣量電化學(xué)參數(shù)67-69
• 4.1.5 同時(shí)硝化/反硝化除磷性能比較69-72
• 4.2 反應(yīng)周期內(nèi)間歇曝氣模式72-80
• 4.2.1 反應(yīng)周期內(nèi)不同工況氮元素去除效果72-74
• 4.2.2 反應(yīng)周期內(nèi)不同工況磷元素去除效果74
• 4.2.3 反應(yīng)周期內(nèi)不同工況的有機(jī)物與PHB變化規(guī)律74-76
• 4.2.4 反應(yīng)周期內(nèi)不同工況的電化學(xué)參數(shù)變化規(guī)律76-80
• 4.3 穩(wěn)定而完全 SNDPR 過(guò)程發(fā)生的機(jī)理分析80-84
• 4.3.1 微環(huán)境分析80-82
• 4.3.2 ORP和pH的穩(wěn)定性對(duì)SNDPR的影響分析82
• 4.3.3 間歇曝氣百分?jǐn)?shù)AF和頻率fIA對(duì)SNDPR的影響分析82-83
• 4.3.4 PHB降解速率與SNDPR的關(guān)系83-84
• 4.4 本章小結(jié)84-85
• 第5章 結(jié)論和展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95-96
• 致謝96

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哈工大世界首創(chuàng)變城市污水為取暖制冷新能源    智杰 吳天飛

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城市污水變廢為寶    新華社記者 謝云挺

黃石亮出利劍治理城市污水    余正明通訊員 劉和明

城市污水也能變成寶？    張琦 本報(bào)記者 李麗云

80座城市污水處理廠43座正常運(yùn)行    本報(bào)記者 李靜雯 實(shí)習(xí)生 趙安源

沈陽(yáng)采用人工濕地治理城市污水    王軍 孟喚

利用雙污泥反硝化除磷工藝降低污水處理過(guò)程中N_2O的產(chǎn)生    李聰

強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)聚磷菌的富集反硝化除磷特性    苗志加

A-（O/A）~n-SMBR工藝強(qiáng)化城市污水反硝化除磷的試驗(yàn)研究    張傳義

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