發(fā)布時(shí)間：2018-11-27 17:06

【摘要】：厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)是指在厭氧條件下亞硝酸鹽作為氧化劑將氨氮氧化成氮?dú)獾囊粋�(gè)高效、新型的自養(yǎng)生物反應(yīng)過程,由于厭氧氨氧化工藝啟動(dòng)耗時(shí)長,且對(duì)反應(yīng)的環(huán)境條件尤其敏感,進(jìn)而限制了ANAMMOX工藝穩(wěn)定的運(yùn)行和廣泛應(yīng)用。因此,本文懫用了ASBR(Anaerobic Sequencing Batch Reactor)厭氧氨氧化反應(yīng)器,考察了反應(yīng)器在溫度、有機(jī)物影響條件下的啟動(dòng)特性,以及在成功啟動(dòng)后探究了不同的降溫策略、進(jìn)水基質(zhì)比例(亞硝/氨氮)、pH對(duì)系統(tǒng)脫氮性能的影響。主要的研究結(jié)果為:(1)進(jìn)水pH為7.2±0.2,NH_4~+-N和NO_2~--N的濃度分別為25±0.4 mg·L~(-1)、33±0.6 mg·L~(-1),接種普通厭氧污泥,控制溫度為25℃、30℃、35℃啟動(dòng)厭氧氨氧化。(1)不同的溫度條件下厭氧氨氧化ASBR反應(yīng)器均得到成功啟動(dòng),R25℃、R30℃、R35℃分別歷經(jīng)117d、90d、75d。(2)由于溫度的差異,穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),R30℃和R35℃的NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率分別為98.4%和98.5%以及97.3%和98.1%,明顯高于R25℃的91.6%和94.8%。(3)三個(gè)反應(yīng)器在穩(wěn)定運(yùn)行期時(shí),出水水質(zhì)均較好,且厭氧氨氧化反應(yīng)計(jì)量比如下:R25℃的(35)NH_4~+-N:(35)NO_2~--N:(35)NO3--N約為1:(1.37±0.02):0.22。R30℃的(35)NH_4~+-N:(35)NO_2~--N:(35)NO3--N約為1:(1.32±0.02):(0.26±0.02),R35℃的(35)NH_4~+-N:(35)NO_2~--N:(35)NO3--N約為1:(1.34±0.02):(0.28±0.02)。R30℃和R35℃較為接近厭氧氨氧化反應(yīng)的理論值1:1.32:0.26。(2)進(jìn)水pH為7.2±0.2,NH_4~+-N和NO_2~--N的濃度分別為25±0.4 mg·L~(-1)、33±0.6mg·L~(-1),接種普通厭氧污泥,探究30℃條件下不同濃度的COD(COD分別為15 mg·L~(-1)、30 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)對(duì)應(yīng)的C/NO_2~--N為0.5、1、1.5)對(duì)三個(gè)ASBR厭氧氨氧化反應(yīng)器啟動(dòng)的影響,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:(1)不同COD濃度時(shí)三個(gè)反應(yīng)器經(jīng)過長期運(yùn)行,均可成功啟動(dòng)厭氧氨氧化反應(yīng),且該比值為0.5時(shí)NH_4~+-N、NO_2~--N和COD去除率分別為90.4%、98.3%、70.5%;比值為1的NH_4~+-N、NO_2~--N和COD的去除率分別為91.6%、98.5%、46.4%;比值為1.5的NH_4~+-N、NO_2~--N和COD的去除率分別為73.6%、98.2%、47.3%;可見,比值為0.5、1時(shí)較有利于富集厭氧氨氧化菌,且所獲得的基質(zhì)去除率較高、出水水質(zhì)較好。(2)比值為1.5時(shí),盡管經(jīng)過長時(shí)間的馴化也可發(fā)生一定程度的厭氧氨氧化反應(yīng),但異養(yǎng)反硝化程度較高。(3)成功啟動(dòng)后,C/NO_2~--N比值為0.5的反應(yīng)器運(yùn)行較穩(wěn)定,(35)NO_2~--N:(35)NH_4~+-N的值約為1.41~1.46;C/NO_2~--N比值為1.5的反應(yīng)器運(yùn)行不太穩(wěn)定,(35)NO_2~--N:(35)NH_4~+-N的值在1.71~1.86之間。(3)控制厭氧氨氧化反應(yīng)器的進(jìn)水pH為7.2±0.2,NH_4~+-N為25±0.4 mg·L~(-1),NO_2~--N為33±0.6 mg·L~(-1)。(1)對(duì)兩個(gè)高溫(30℃)穩(wěn)定運(yùn)行的厭氧氨氧化ASBR反應(yīng)器采取突然降溫(R1)和階梯式降溫(R2)的方式至15℃,分別經(jīng)過54d、36d的馴化后,二者表現(xiàn)出不同程度的厭氧氨氧化活性,R2的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分別為52.4%、61.6%,R1的NH_4~+-N和NO_2~--N的去除率分別為47.6%、53.4%,厭氧氨氧化活性為R2R1,即采用階梯式降溫策略,可減少低溫條件的沖擊對(duì)厭氧氨氧化活性產(chǎn)生的不利影響。(2)對(duì)R2采取快速升溫的手段至30℃,在短時(shí)間內(nèi)可以再次恢復(fù)較高的脫氮性能。(4)控制ASBR厭氧氨氧化反應(yīng)器進(jìn)水NO_2~--N為30±0.2 mg·L~(-1),溫度為30℃,pH為7.2±0.2,考察進(jìn)水NO_2~--N/NH_4~+-N的不同比值對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮效果的影響而獲得的結(jié)果為:(1)調(diào)節(jié)NO_2~--N/NH_4~+-N的值從0.9升高至1.6的過程中,NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率先逐漸增加后降低;在NO_2~--N/NH_4~+-N的值為1.4時(shí),NH_4~+-N、NO_2~--N的去除率分別高達(dá)96.2%、95.4%,且總氮的去除率也達(dá)到85.3%;(2)進(jìn)水的NO_2~--N/NH_4~+-N值為1.4時(shí),實(shí)際發(fā)生厭氧氨氧化的NO_2~--N/NH_4~+-N值約為1.37;NO3--N/NH_4~+-N也有增加,最后在0.25~0.28之間出現(xiàn)小幅波動(dòng),進(jìn)一步表明實(shí)際發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)的比值關(guān)系更穩(wěn)定。(3)進(jìn)水NO_2~--N/NH_4~+-N為1.4時(shí),周期內(nèi)NH_4~+-N、NO_2~--N變化速率最大的時(shí)間段為0~1.5 h;在典型周期內(nèi),ORP、pH呈現(xiàn)很好的線性負(fù)相關(guān)性,y=-58.27599x+412.29934,相關(guān)系數(shù)R2高達(dá)0.96,即ORP可以作為ANAMMOX反應(yīng)過程的指示性參數(shù)。(5)進(jìn)水NH_4~+-N和NO_2~--N的濃度分別為21.5 mg·L~(-1)、30.6 mg·L~(-1),探究進(jìn)水pH對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器脫氮性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)pH由7.2升高到8.5的過程中,NH_4~+-N、NO_2~--N及總氮的去除率均逐漸增加隨后降低;當(dāng)pH為8.3時(shí),系統(tǒng)脫氮效果最佳,NH_4~+-N、NO_2~--N及總氮的去除率分別達(dá)到93.1%、97.5%和85.3%。(2)整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間控制進(jìn)水pH而引起系統(tǒng)的ORP發(fā)生了相應(yīng)的變化,且ORP與pH呈現(xiàn)出較好的負(fù)線性相關(guān),y=-57.364743+385.54637,R2=0.992,表明pH和ORP可以同時(shí)指示厭氧氨氧化反應(yīng)的發(fā)生。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2361503