多孔载体生物反应器处理废水效果及性能研究.pdf
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1、 硕十学位论文 目录 摘要I V A b s t r a c t 1 I v r 第1 章引言1 1 1 废水的排放及处理与剩余污泥的产生1 1 1 1 废水的排放及处理l 1 1 2 废水生物处理技术及剩余污泥的产生2 1 1 3 剩余污泥的处理和处置5 1 2 生物移动床的研究进展6 1 2 1M B B R 的工艺原理6 1 2 2M B B R 应用现状7 1 2 3M B B R 存在的问题- 9 1 3 生物载体的研究进展9 1 3 1 影响生物载体性能的因素1 0 1 3 2 良好生物载体具备的条件l l 1 3 3 生物移动床中各种载体的应用现状及问题。1 2 1 4 论文的研
2、究目的和内容1 4 1 4 1 研究目的1 4 1 4 2 研究内容。1 4 1 4 3 研究框架一l5 第2 章好氧一厌氧一好氧反应器的构建及运行效果1 6 2 1 引言16 2 2 实验材料与方法1 7 2 2 1 反应器的构建及运行参数1 7 2 2 2 水质分析方法17 2 2 3 悬浮污泥浓度( M L S S ) 的分析方法1 8 2 2 4 溶氧、p H 的测定18 2 2 5 载体上生物量的测定1 9 2 3 反应器运行参数测定一19 2 3 1 反应器内D O 、p H 的变化。1 9 2 3 2 反应器内悬浮污泥浓度的变化2 0 2 3 3 反应器内载体生物量的变化2 1
3、2 4 反应器的运行效果2 3 2 4 1 有机物的去除效果2 4 2 4 2 脱氮特性研究2 5 2 4 3 除磷特性研究2 7 l j,J jj:p,、 多孔载体生物反应器处理废水效果及性能研究 2 5 厌氧折流板反应器的水质变化2 7 2 6 反应器的污泥产率2 9 2 7 本章小结3 0 第3 章好氧一厌氧一好氧反应器的机理解析3 1 3 1 引言3l 3 2 实验材料与方法3 2 3 2 1 胞外多糖( E x t r a c e l l u l a rP o l y m e r i cS u b s t a n c e s ,E P S ) 的测定3 2 3 2 2 载体生物膜的扫
4、描电镜及微电极分析3 2 3 2 3 变性梯度凝胶电泳( P C R D G G E ) 3 2 3 2 44 5 4 焦磷酸测序3 4 3 2 5 厌氧折流区变化分析3 4 3 2 6 批式试验方法3 5 3 2 7 最大好氧速率( O U R m a x ) 的测定3 6 3 3 载体生物膜变化解析3 6 3 3 1E P S 的变化3 6 3 3 2 溶氧微电极的表征3 7 3 3 3 扫描电镜观察4 0 3 4 微生物群落解析4 2 3 4 1 聚合酶链式反应( P C R ) 和变性梯度凝胶电泳( D G G E ) 4 2 3 4 24 5 4 焦磷酸测序4 2 3 5 厌氧折流区
5、变化解析4 6 3 5 1 沿水流方向的水质变化4 6 3 5 2 有机酸的生成4 8 3 5 3 蛋白酶活和过氧化氢酶活的变化5 0 3 5 4 污泥的死亡速率常数l ( d 的测定5l 3 6 批式试验研究5 4 3 6 1 有机物的降解速率5 4 3 6 2 氨氮的降解速率5 5 3 6 3 负荷对硝化速率的影响5 8 3 7 最大好氧速率( O U R m a x ) 的变化6 l 3 8 本章小结6 2 第4 章富集硝化细菌及A O 反应器的运行6 4 4 1 引言6 4 4 2 实验材料和方法6 4 4 2 1 反应器的构建及运行参数6 4 4 2 2 硝化及反硝化速率的批式实验6
6、 6 硕卜学位论文 4 3 硝化菌富集反应器的运行效果6 7 4 3 1 载体生物膜的电镜分析6 7 4 3 2 不同载体的硝化效果6 8 4 4 厌氧一好氧反应器的运行7 2 4 4 1 反应器内D O 、p H 的变化7 2 4 4 2 载体微生物和E P S 的变化7 2 4 4 3 反应器的运行效果7 3 4 4 4 有机物降解、硝化和反硝化速率7 6 4 5 本章小结7 9 结论8 0 参考文献8 2 致谢8 8 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录8 9 附录B 水质分析方法9 0 多孔载体牛物反廊器处理废水效果及性能研究 摘要 本文构建好氧一厌氧好氧的生物膜反应器,在连续进水
7、的条件下对生物载体 的挂膜速度、有机物和氮的去除效果及不同温度下的污水处理特性进行了研究, 实现有机物降解、低温脱氮及污泥减量化的目的。反应器运行3 6 0 多天,停留时 间1 8 h ,从低温下( 1 5 。C 左右) 启动反应器,C O D 的降解在较短的时间就能达 到好的去除效果,不受温度的影响,稳定后C O D 的去除率能达到9 0 左右。由 于反应器是低温下启动,微生物生长速率慢,尤其对温度敏感的硝化菌影响显著, 直到温度达到2 0 。C 左右,N 地N 的去除率达到9 9 。T N 的效果在运行稳定后 达到6 5 ,将沉淀池的污泥回流( R = 1 0 0 ) 到厌氧池的1 区域,
8、脱氮效果达到 7 0 - 8 0 。折流板厌氧反应器,实现污泥原位减量的目的,污泥产率为0 0 5 6 7 g S S ( g C O D ) 一,为传统活性污泥的2 0 9 8 ;同时具备了降解有机物、氮磷的性 能,在低温下载体生物膜脱落时,起到很大的作用,保证好的出水效果。D G G E 和4 5 4 焦磷酸测序分析表明反应体系微生物种群丰富,实现了有机物的降解及低 温脱氮的目的。 对载体微生物有机物降解及硝化的速率进行测定,结果表明,多孔载体可以 很好的固定微生物,有机物的降解速率高。随着有机负荷的增加,载体微生物的 硝化速率先增后降;而氨氮负荷的增加对硝化速率的影响不明显。当温度低于
9、1 5 ,也能保证9 9 的硝化效果。折流板厌氧反应器可溶组分的分析表明,厌 氧区截留污泥,微生物种群丰富,同时具备了为反硝化提供碳源、降解底物、污 泥减量的性能。 构建富集硝化菌的反应器,改性载体流化快、生物量丰富、硝化速率高,比 不改性载体有明显的优势。接种污水处理厂污泥的A O 反应器,停留时间为9 8 h , 在低温下O o 1 6 ) 很快稳定,并获得好的出水效果,但污泥减量不明显。 关键词:聚氨酯载体;M B B R ; 废水处理;脱氮;污泥减量; l V 硕士学位论文 A b s t r a c t I nt h i s p a p e r , aa e r o b i c a
10、n a e r o b i c a e r o b i c b i o f i l mr e a c t o rw a sc o n t i n o u s l y o p e r a t e df o r o v e r36 0d a y s ,w i t hah y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m eo f18 h u n d e rt h e c o n d i c t i o no fc o n t i n u o u sf e e dw a t e rt h es p e e do fb i o f i l mf o r m a t i o n
11、a n dr e m o v a l e f f e c t so fC O D ,n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sw e r es t u d i e d T h ep u r p o s eo ft h ed e g r a d a t i o n o fo r g a n i cm a t t e r , t h en i t r o g e nr e m o v a li nl o wt e m p e r a t u r ea n ds l u d g er e d u c t i o nw e r e r e a l i z e d t
12、 h er e a c t o rs t a r t e di nl o wt e m p e r a t u r e ( 15 ) ,b u tt h ep e r f o r m a n c ew a sb a r e l y a f f e c t e d ,w i t hs t e a d yC O Dr e m o v a l ,a n dm e a nr e m o v a lr a t eo fa b o u t9 0 D u et o u n d e rl o wt e m p e r a t u r e ,t h eg r o w t ho fm i c r o o r g
13、a n i s m sr e l a t i v e l ys l o w , e s p e c i a l l yt h e i m p a c to ft e m p e r a t u r e s e n s i t i v en i t r i f y i n gb a c t e r i a ,N H 4 - Nr e m o v a lr a t eo f 9 9 u n t i l t h et e m p e r a t u r er e a c h e sa b o u t2 0 W h e nt h er e a c t o rb e c a m es t e a d y
14、 , T Nr e m o v a l r a t eC a nr e a c h6 5 ,a n dt h r o u g hr e f l u x i n gt h es l u d g e ( R = 10 0 ) t oa n a e r o b i ct a n k ,t h e T Nr e m o v a lr a t ec o u l di n c r e a s eu pt o7 0 一8 0 A n a e r o b i cb a f f l e dr e a c t o rc o u l d c o n t r i b u t et ot h es l u d g er
15、 e d u c t i o n ,t h es l u d g ep r o d u c t i o ni nt h es y s t e mw a s0 0 5 6 7 g S S ( g - C O D ) 4 , w h i c hW a sa b o u t2 0 9 8 o ft h a ti nt h ec o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g e p r o c e s s m e a n w h i l e ,r e a c t o rp o s s e s s e d t h ep e r f o r m a n c
16、 eo fd e g r a d a t i o no r g a n i c , n i t r o g e n ,a n dp h o s p h o r u s U n d e rl o wt e m p e r a t u r e ,w h e nt h el o s s o fm i c r o b i a lw a s o b s e r v e df o ra e r o b i cr e a c t o r1 ,t h ea n a e r o b i cc o m p a r t m e n tp l a y e das i g n i f i c a n tr o l ei
17、 n t h et o t a la m m o n i an i t r o g e nr e m o v a l ,r e a c h i n gag o o dr e m o v a lr a t e D G G Ea n d4 5 4 - P y r o s e q u e n c i n gs h o w e dh i g hd i v e r s i t yo fm i c r o b i a lp o p u l a t i o n sw i t h i nt h er e a c t o r u n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n
18、 s ,w h i c he n s u r e dt h e i rg o o dt r e a t i n gp e r f o r m a n c e T h ed e g r a d a t i o no r g a n i ca n dn i t r i f i c a t i o na c t i v i t yo ft h ec a r d e r sW a se v a l u a t e d r e s p e c t i v e l y I tt u r n e do u tt h a tp o r o u sc a r r i e r s c a nb ef i x e
19、dm i c r o b i a l ,t h eh i g h l y d e g r a d a t i o nr a t eo fo r g a n i cs u b s t a n c e T h en i t r i f i c a t i o nu n d e rd i f f e r e n to r g a n i cl o a d s w a sa l s oe x a m i n e d N o n 。m o d i f i e dc a r r i e rw a sb e t t e rt h a nm o d i f i e dc a r r i e rf o rt h
20、 e n i t r i f i c a t i o nr a t e W i t ht h ei n c r e a s eo f o r g a n i cl o a d ,t h en i t r i f i c a t i o nr a t ef i r s ti n c r e a s e d b u tt h e nd e c r e a s e d ,b u tt h en i t r i f i c a t i o nr a t eW a sl i t t l ei n f l u e n c ew i t ht h ei n c r e a s eo f a m m o n
21、i u mn i t r o g e nl o a d I nl o wt e m p e r a t u r e ,i ns p i t eo ft h el o s so fb i o f i l mi na e r o b i c r e a c t o r1 ,ah i g hn i t r i f i c a t i o nr a t e ( 9 9 ) c o u l ds t i l lb em a i n t a i n e d B ya n a l y z i n gt h e c h a n g e s i ns o l u b l ec o m p o n e n t s
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