（环境工程专业论文）基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究.pdf

基于硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究 摘要 基于亚硝化与厌氧氨氧化的耦合，开发出了两类脱氮新工艺，一类为两级反 应，以s h a r o n a n a m m o x ( s i n g l er e a c t o rf o rh i g ha m m o n i u mr e m o v a lo v e r n i t r i t e a n a m m o x ) 为代表，该工艺是荷兰d e l f t 大学2 0 0 1 年开发了一种新型的 脱氮工艺。其基本原理是先在一个反应器内有氧条件下，将n h 4 + - n 部分氧化为 n 0 2 - n ，然后在另一个反应器内缺氧条件下将n h 4 + n 和n 0 2 - n 转化为n 2 。另 一类为单级反应，短程硝化和厌氧氨氧化在一个反应器中实现，以c a n o n 为代 表，该工艺也是由d e l f t 大学又开发完成，基本原理是，在限氧条件下，利用氨 氧化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，在同一个反应器中完成短程硝化和厌氧氨氧 化。尽管亚硝化与厌氧氨氧化的组合工艺对于高氨氮浓度废水具有良好的适应性 和处理效果，但是实际污水处理时不但要求反应系统拥有高效的脱氮性能，并且 必须适应有机环境及有机环境所带来的大量异养茵。而厌氧氨氧化与亚硝化在单 一反应器中耦合也被证明能够解决亚硝酸盐氮过度积累导致细菌活性受抑制的问 题，因此研究厌氧氨氧化菌与亚硝酸菌及其他异养菌的共存就非常必要。 本研究从亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌的高效富集开始着手，首先摸清亚硝酸菌 和厌氧氨氧化菌的富集特征和调控策略，然后对亚硝化和厌氧氨氧化进行耦合， 耦合分别采取两级工艺( s b r a s b r 两级) 和一级工艺( 单级s b r 工艺) 进行尝 试，并在此基础上和研发出新型的序批式内循环反应器；最后分别在s b r 和s b b r 反应器中分别启动亚硝化厌氧氨氧化反硝化耦合反应器，并对两者进行对比。 亚硝酸菌的高效富集与适应性调控过程中，利用有机环境向无机环境的变化 淘汰所以异养菌，目标性持留能以氨为电子供体进行生长繁殖的硝化菌，并且通 过基质控制将硝酸菌洗脱，让亚硝酸菌成为优势菌种，富集完成后污泥颜色由深 褐色逐渐变为浅棕色，s v i 指数先增大后减小( 由1 0 2m l g 增加至1 4 6m l g ，最 后减少至1 0 7m l g ) ，m l s s 浓度明显降低( 由2 7 3 0m g l 降低至1 4 9 0 r a g l ) ，富 集完成后，污泥中的细菌群落数量明显减少( d g g e 条带由1 6 条减少为6 条) 。 为使得完成富集的污泥适应垃圾渗滤液，采取将进水中的渗滤液体积比由2 0 提 高至1 0 0 ，调节过程中分别在渗滤液体积比提高至5 0 、7 0 和1 0 0 的时候采 取进水模式调节、p h 调节、d o 调节策略，以不断提高反应器的处理效果和负荷。 厌氧氨氧化菌的高效富集与适应性调控过程分为泥适应阶段、活性提高阶段 和稳定运行阶段三个阶段，以活性提高阶段为调控重点和关键，通过添加联氨( 1 m g l ) 和羟胺( 1m g l ) 、n o ( 6 0 0m g l ) 、微量有机质( c o d1 0m g l ) 的调 控手段，使得厌氧氨氧化的负荷率不断提高，最终进水负荷达到2 8 0m g l d 。 博士学位论文 为实现亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化有效耦合，首先在成功富集亚硝酸菌和 厌氧氨氧化菌的基础上，利用模拟废水对亚硝化和厌氧氨氧化进行耦合，耦合过 程采取三种形式进行，分别是两级的s b r a s b r 工艺、一级的s b r 工艺一级综 合性的序批式内循环工艺。三种工艺中，序批式内循环工艺能够承受最高的n h 4 + 负荷，负荷率达0 8k g n m 3 d ，其次是s b r a s b r 两级工艺，负荷率为0 5 k g n m 3 d ，单级s b r 工艺的抗负荷能力则较差，负荷率只有0 4k g n m 3 d 。对氮 的去除能力序批式内循环工艺仍是最高的，t n 去除率高达8 4 左右，s b r a s b r 两级工艺和单级s b r 工艺对氮的去除能力相当，t n 去除率约为8 0 。 在成功实现亚硝化与厌氧氨氧化耦合的基础上，采用相对成熟的s b r 和 s b b r 工艺进行亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化三者的耦合启动并分别研究其调控 方式。首先采用模拟废水实现亚硝化和厌氧氨氧化的耦合，该阶段完成后反应器 中的最大氨氧化活性达到o 7 9 k gn h 4 + - n k g v s s d a y ，最大厌氧氨氧化活性达到了 0 1 8k gn h 4 + - n k g v s s d a y 。然后通过进水中的原生垃圾渗滤液中携带的反硝化菌 实现亚硝化厌氧氨氧化反硝化的耦合，进水中的渗滤液体积由2 0 逐渐提高至 1 0 0 ，为消除f a 对亚硝酸菌的抑制，对p h 按照如下梯度进行调整：第1 3 4 d 的p h 为7 8 ，第3 5 1 0 3 d 的p h 为7 5 ，第1 0 4 1 2 4 d 的p h 为7 2 。该阶段完成后 反应器中的最大氨氧化活性达到2 8 3 9n h 4 + n k g v s s d a y ，最大厌氧氨氧化活性 达到了0 6 5k gn 1 - 1 4 十州k g v s s d a y 。 关键词：亚硝化；厌氧氨氧化；反硝化：耦合；调控 m 基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究 a b s t r a c t b a s e do nt h ec o u p l i n gp r o c e s so fp a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d a t i o n , i th a sb e e nd e v e l o p e dt w on e wk i n d so fb i o l o g i c a ln i t r o g e nr e m o v a l p r o c e s s e s 。_ 。_ _ _ _ s i n g l e r e a c t o rf o r h i g h a m m o n i u mr e m o v a lo v e rn i t r i t e - a n a m m o x ( s h a r o n a n a m m o x ) a n dc o m p l e t e l ya u t o t r o p h i cn i t r o g e nr e m o v a l o v e rn i t r i t e ( c a n o n ) t h es h a r o n a n a m m o xp r o c e s s ，w h i c hw a sd e v e l o p e db y d u t c hd e l f tu n i v e r s i t yi n2 0 0 1 ，w a sp e r f o r m e di nt w od i f f e r e n tr e a c t o r s a c c o r d i n gt o i t sb a s i cp r i n c i p l e ，f i r s t l y5 0 o fa m m o n i ai so x i d i z e dt on i t r i t ei na na e r o b i cr e a c t o r a n dt h e nb o t ha m m o n i aa n dn i t r i t ea r ec o n v e r t e dt on i t r o g e ng a si na na n o x i eo n ew i t h as m a l la m o u n to fn i t r a t e t h ec a n o n p r o c e s s ，w h i c hw a sa l s od e v e l o p e di nd u t c h d e l f tu n i v e r s i t y ，w a sp e r f o r m e di nas i n g l er e a c t o r i nt e r m so ft h eb a s i cp r i n c i p l e ，a c o - o p e r a t i o nw i t ha e r o b i ca n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o nb a c t e r i au n d e ral i m i t e d d i s s o l v e do x y g e nc o n d i t i o nc o u l da c h i e v et h ep a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i c a m m o n i u mo x i d a t i o ni nas i n g l e r e a c t o r a l t h o u g ht h ec o m b i n a t i o no fp a r t i a l n i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o np r o c e s sh a sg o o da d a p t a b i l i t ya n d h i g hr e m o v a le f f i c i e n c yw h e ni ti su s e dt od e a lw i t hh i g hc o n c e n t r a t i o no fa m m o n i a n i t r o g e nw a s t e w a t e r ，t h er e a c t i o ns y s t e m si nt h ep r a c t i c a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tn o t o n l yr e q u i r eh i g hn i t r o g e nr e m o v a lp e r f o r m a n c e ，b u ta l s on e e dt oa d a p tt oo r g a n i c e n v i r o n m e n ta n ds u b s e q u e n t l yl a r g ea m o u n t so f h e t e r o t r o p h i cb a c t e r i ab r o u g h tb yi t t h ec o u p l i n go fp a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o ni nas i n g l e r e a c t o rh a sb e e np r o v e dt ob ea b l et os o l v et h e p r o b l e mo fe x c e s s i v en i t r i t e a c c u m u l a t i o n , w h i c hc o u l di n h i b i tt h eb a c t e r i a la c t i v i t y s oi t sv e r yn e c e s s a r yt o c a r r yo u tt h er e s e a r c ho nt h ec o - o p e r a t i o na m o n ga e r o b i c ，a n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d a t i o nb a c t e r i aa n do t h e rh e t e r o t r o p h i cb a c t e r i a t h i ss t u d yb e g a nw i t ht h eo b j e c t i v et oe n r i c ht h en i t r i t eo x i d i z i n gb a c t e r i aa n d a n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o nb a c t e r i a a f t e r f i n d i n g o u tt h ee n r i c h m e n t c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o n t r o l l i n gs t r a t e g i e so ft h e m , w ei n v e s t i g a t e dt h ec o u p l i n go ft h e p a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o nr e s p e c t i v e l yi nt w ok i n d sof p r o c e s s s b r a s b ra n ds i n g l es b r an e wt y p eo fs e q u e n c i n gb a t c hi n n e rl o o p r e a c t o rw a sd e v e l o p e do nt h ea b o v er e s e a r c h f i n a l l y , w i t ht h es t a r t u po ft h a t c o u p l i n gr e s p e c t i v e l yi ns b ra n ds b b r ，b o t ho f t h er e a c t o r sw e r ec o m p a r e d d u r i n g t h eh i g h l ye n r i c h m e n ta n da d a p t i v ec o n t r o l l i n gp r o c e s so fn i t r i t eo x i d i z i n gb a c t e r i a ， i v 博士学位论文 a l m o s ta l lt h eh e t e r o t r o p h i cb a c t e r i aw e r ee l i m i n a t e dd u et ot h ec h a n g eo fo r g a n i c e n v i r o n m e n tt ot h ei n o r g a n i co n e a sar e s u l t ，t h en i t r i f y i n gb a c t e r i ag r o w i n gb y r e c e i v i n ge l e c t r o nd o n o ro fa m m o n i aw e r em a i n l yr e t a i n e d a n dt h en i t r i t eo x i d i z i n g b a c t e r i ab e c a m et h ed o m i n a n tb a c t e r i a ，w h i l et h en i t r a t eo x i d i z i n gb a c t e r i aw a s e l i m i n a t e db yt h em e a n so fm a t r i xc o n t r o i a f t e rt h ee n r i c h m e n to fn i t r i t eo x i d i z i n gb a c t e r i a ，t h es l u d g eh a sb e e nt u r n e d f r o md a r kb r o w nt os h a l l o wb r o w ni nc o l o r t h es v lw i t h1 0 2m l gf i r s t l yi n c r e a s e d t o1 4 6m l ga n dt h e nd e c r e a s e dt o1 0 7m l g ，w h i l em l s sw i t h2 7 3 0m g l s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e dt o1 4 9 0 m g l t h ed e c r e a s i n gn u m b e ro fd g g es t r i p ef r o m16 t o6i n d i c a t e dt h ed e c r e a s i n gn u m b e rofb a c t e r i a lc o m m u n i t yi nt h es l u d g e i no r d e rt o c o m p l e t ee n r i c h m e n to ft h es l u d g et oa d a p tt ot h em u n i c i p a ll a n d f i l ll e a c h a t e ，t h e l e a c h a t ev o l u m ef o rt h ef e e d i n gw a si n c r e a s e df r o m2 0 t o10 0 d u r i n gt h e c o n t r o l l i n gp r o c e s s ，t h ec h a n g e si ni n f l u e n c em o d e ，p h ，d ow e r eu s e da st h e s t r a t e g i e st oi m p r o v et h er e m o v a le f f i c i e n c ya n dl o a dr a t eo ft h er e a c t o rw h e nt h e l e a c h a t ev o l u m er a t ew a s5 0 ，7 0 a n d10 0 r e s p e c t i v e l y t h e h i g h l ye n r i c h m e n ta n da d a p t i v ec o n t r o l l i n gp r o c e s so fa n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d a t i o nw a sd i v i d e di n t ot h r e es t a g e s a d a p t i v ep h a s e ，a c t i v i t ye n h a n c e dp h a s e ， a n da c t i v i t ys t a b l ep h a s e ，a n dt h ek e yp o i n ti st oc o n t r o lt h es e c o n dp h a s e t h em e a n s o fa d d i n gc o m b i n eh y d r a z i n e ( 1m g l ) a n dh y d r o x y la m m o n i a ( 1m g l ) ，n o ( 6 0 0 m g l ) ，t r a c eo r g a n i cm a t t e r ( c o d10m g l ) w a su s e dt oi m p r o v et h ea n a e r o b i c a m m o n i u mo x i d a t i o nl o a dr a t ed u r i n gt h ee x p e r i m e n t t h ee x p e r i m e n tu s e dt h e a c t i v i t ys t a b l ep h a s ea st h em a i nc o n t r o lp h a s e ，a n dt h ea m m o n i u ml o a df i n a l l y r e a c h e dt o2 8 0m g l d i no r d e rt or e a l i z et h ee f f e c t i v ec o u p l i n go fp a r t i a ln i t r i f i c a t i o n ，a n a e r o b i c a m m o n i u mo x i d a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o n ，t h ea r t i f i c a lw a s t e w a t e rw a su s e dt oc o u p l e t h ep a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o no nt h eb a s i so fe n r i c h m e n t o fn i t r i t eo x i d i z i n gb a c t e r i aa n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o nb a c t e r i a t h e c o u p l i n gp r o c e s so fp a r t i a ln i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o na d o p t e d t h r e e f o r m s ：t w o s t a g e s b r a s b r p r o c e s s ，o n e s t a g e s b r p r o c e s s a n d c o m p r e h e n s i v es e q u e n c i n gb a t c hi n n e rl o o pp r o c e s s t h er e s e a r c hi n d i c a t e dt h a tt h e s e q u e n c i n gb a t c hi n n e rl o o pp r o c e s sc o u l db e a rt h eh i g h e s tl o a d ( 0 8k g n m 3 d ) ， f o l l o w i n gb ys b r - a s b rp r o c e s s ( o 5k g n m 3 - d ) a n do n e - s t a g es b r ( o 4k g n m 3 - d ) a tt h es a m et i m e ，t h es e q u e n c i n gb a t c hi n n e rl o o pp r o c e s sh a st h eh i g h e s tr e m o v a l e f f i c i e n c yo ft nw h i c hu pt o8 4 ，w h i l et h er e m o v a la b i l i t yo ft nw a sc o m p a r a t i v e i ns b r - a s b rp r o c e s sa n d o n e s t a g es b rp r o c e s sw h i c hw e r ea r o u n d8 0 v b a s eo nt h es u c c e s s f u lc o u p l i n go f p a r t i a in i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d a t i o n , t h ee x p e r i m e n ti n v e s t i g a t e dt h es t a r t u pa n dc o n t r o l l i n gs t r a t e g i e so ft h e c o u p l i n go f p a r t i a ln i t r i f i c a t i o n , a n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o na n dd c n i t r i n c a t i o nb v u s i n gt h er e l a t i v e l ym a t u r es b ra n ds b b rp r o c e s s f i r s t l y , t h ea r t i f i c a lw a s t e w a t e rw a su s e dt or e a l i z et h e c o u p l i n go fp a r t i a l n i t r i f i c a t i o na n da n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o n i nt h i s p e r i o d t h ea n u n o n i a o x i d a t i o na c t i v i t ya n da n a m m o x a c t i v i t yr e a c h e dt h em a x i u mv a l u eo fo 7 9 k gn h 4 + 一n k g v s s d a ya n d0 18k gn h 4 + - n k g v s s d a y , r e s p e c t i v e l y t h e nt h ed e n i t r i f y i n g b a c t e r i ac a r r i e db yp r i m a r yl a n d f i l ll e a c h a t ew e r eu s e dt o r e a l i z et h ec o u p l i n gof p a r t i a ln i t r i f i c a t i o n ，a n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o n t h ev o l u m e r a t eo fl a n d f i l ll e a c h a t ei nt h ef e e d i n gw a s r a n g i n gf r o m2 0 t o10 0 i nag r a d u a l s t e p i no r d e rt oe l i m i n a t et h ei n h i b i t i o no ff a ，t h ep hw a sc o n t r o l l e da gt h e f o l l o w i n g s t r a t e g y ：p hw a s7 8 ，7 5 ，7 2i n1 3 4 d ，3 5 10 3 d ，10 4 1 2 4 d ，r e s p e c t i v e l y a tt h ee n d o ft h i sp e r i o d ，t h ea m m o n i ao x i d a t i o na c t i v i t ya n da n a m m o x a c t i v i t yr e a c h e dt h e m a x i u mv a l u eo f 2 8 3 9n h 4 + n k g v s s d a ya n do 6 5k g n h 4 + n k g v s s d a y ， r e s p e c t i v e l y k e yw o r d s ：p a r t i a ln i t r i f i c a t i o n ；a n a e r o b i ca m m o n i u mo x i d a t i o n ；d e n i t r i f i c a t i o n ； e o u p l i n g ；c o n t r o ls t r a t e g i e s v i 基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究 插图索引 图1 12 0 0 9 年重点湖库综合营养状态指数1 图1 22 0 1 0 年重点湖库综合营养状态指数2 图1 3 氮素的生物循环体系4 图1 4 反硝化模型5 图1 5 氨氧化活性与温度的关系f 7 6 1 一1 0 图1 6 温度对硝化细菌比生长速率的影响【7 6 1 一1 l 图1 73 5 时p h 对硝化细菌生长速率的影响1 4 图1 8 厌氧氨氧化途径9 3 1 1 6 图1 9b r o c a d ha n a m m o x i d a n s 的透射电镜照片1 7 图1 1 0b r o e a d i aa n a m m o x i d a n s 细胞反应模型1 7 图1 1 1b r o c a d i aa n a m m o x i d a n s 生化反应模型一1 8 图1 1 2p h 对厌氧氮氧化速率的影响2 l 图2 i 实验装置2 6 图1 1 曝气量与d o 的关系2 7 图2 2 富集阶段s b r 运行工序3 0 图2 3 亚硝酸菌富集阶段氮素浓度变化3 l 图2 4 亚硝酸菌富集阶段亚硝酸盐产量与硝酸盐氮产量比值3 2 图2 5 亚硝酸菌富集阶段氨氮转化率变化特征3 3 图2 6 亚硝酸菌富集阶段f a 和f n a 变化特征3 4 图2 7 污泥电镜图片3 6 图2 8 污泥d g g e 图谱3 7 图2 9 适应阶段s b r 运行工序3 9 图2 1 0 进水模式调整后氮素浓度、氨氮转化率及f a 变化3 9 图2 1 1 进水模式调整期间c o d 变化特征4 l 图2 1 2p h 调节后氮素浓度、氨氮转化率及f a 变化4 3 图2 1 3p h 调整期间c o d 变化特征4 4 图2 1 4 不同条件下c o d 去除率的变化4 5 图2 1 5 不同条件下氮素变化特征4 5 图2 1 6 不同条件下f a 变化特征4 6 图2 1 7d o 调整过程中氮素浓度、氨氮转化率及f a 变化4 9 图2 1 8d o 调整期间c o d 变化特征5 0 x 博士学位论文 图2 1 9 不同溶解氧浓度下亚硝酸菌和硝酸菌比增殖速率变化5 2 图2 2 0 污泥电镜图片5 4 图2 2 l 污泥d g g e 图谱5 5 图3 1 适应阶段氮浓度变化曲线6 0 图3 2 基质调控过程中氮素浓度变化曲线6 l 图3 3 基质调控过程中c n i t r i t 。c 。m m 。n i u 和p n i t e c 锄m o n i u m 的比值变化6 2 图3 4 添加联氨对厌氧氨氧化反应的影响6 3 图3 5 添加羟胺对厌氧氨氧化反应的影响6 4 图3 6 联合添加联氨和羟胺后氮素浓度变化曲线6 5 图3 7 联合添加联氨和羟胺后c n i t r i t j c 。m m o n i 。和p n i t n 。j c 。m m 。n i u 。的比值变化6 5 图3 8 添加n o 对厌氧氨氧化反应的影响6 6 图3 9 添加n 0 2 对厌氧氨氧化反应的影响6 7 图3 1 0 添加1 5 0 p p mn o 对厌氧氨氧化反应器负荷能力的影响6 9 图3 1 1 添加5 0 p p mn 0 2 对厌氧氨氧化反应器负荷能力的影响6 9 图3 1 2 添加2 5m g lc a 2 + 对厌氧氨氧化反应器负荷能力的影响7 0 图3 1 3 添加甲醇对厌氧氨氧化反应的影响7 l 图3 1 4 稳定运行阶段n 浓度变化曲线7 2 图4 1 序批式内循环反应器结构示意图7 4 图4 2s b r a s b r 两级耦合工艺总氮去除性能7 8 图4 3s b r 亚硝化反应器的氮素浓度变化7 9 图4 4a s b r 厌氧氨氧化反应器的氮素浓度变化8 0 图4 5 单级s b r 工艺启动阶段出水氮素浓度的变化8 l 图4 6 单级s b r 工艺启动阶段硝酸盐氮产量与氨氮消耗量的比值8 2 图4 7 单级s b r 工艺稳定运行时进出水p h 的变化8 3 图4 8 单级s b r 工艺负荷提升阶段氮素浓度变化8 4 图4 9 单级s b r 工艺负荷提升阶段氨氧化速率、亚硝酸盐氧化速率和厌氧氨氧化 脱氮速率的变化8 5 图4 1 0 序批式内循环反应器在调控期内的氮素变化曲线8 7 图4 1 1 不同体积比对序批式内循环反应器中氮素变化曲线的影响8 8 图5 1 填料单片示意图9 l 图5 2 填料组示意图9 l 图5 3 实验装置9 l 图5 4s b r 和s b b r 反应器运行工序9 2 图5 5 阶段l 中s b r 反应器中氮素及脱氮效率变化9 4 x i 基于亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的脱氮耦合工艺及其控制策略研究 图5 6 阶段i 中( n h 4 + _ n 。n + n 0 2 - _ n c o n ) n 0 3 飞。的比值变化( 直线为理论值) 9 1 ； 图5 7 阶段i 中s b r 中f a 的变化特征9 7 图5 8 阶段l i 中s b r 反应器中氮素及脱氮效率变化9 8 图5 9 每个周期内c o d b o d 去除总量及其差值9 9 图5 1 0 阶段i i 中s b r 中f a 的变化特征1 0 1 图5 1 1 阶段i 中一个周期内氮素变化特征1 0 2 图5 1 2 阶段i i 中一个周期内氮素变化特征1 0 3 图5 1 3s b b r 反应器脱氮性能随进水中渗滤液体积比的变化1 0 5 图5 1 4s b b r 反应器中一个周期内氮素变化特征一1 0 7 图5 1 5 吸收液p h 值变化和氨氮吸收( 逸散) 量1 0 8 图5 1 6s b b r 和s b r 污泥d g g e 图谱1 1 0 图5 1 7s b r 和s b b r 中氮素生物转化示意图1 1 l x 博士学位论文 附表索引 表1 1 传统氮素循环的生物反应3 表1 2 各属亚硝酸菌的形态特征一6 表1 3 各属硝酸菌的形态特征6 表1 4 亚硝酸菌和硝酸菌的特征7 表1 5 按生理特征归群的各属反硝化细菌8 表1 6 生产性a n a m m o x 反应器中的菌体倍增时剐1 0 0 1 1 9 表1 7 几个含氮化合物的转化反应1 9 表1 8 基于亚硝化与厌氧氨氧化组合工艺的中试及生产性试验2 2 表2 1 曝气量与d o 的关系2 6 表2 1 人工模拟废水配方( m g l ) ) 2 8 表2 2 微量元素溶液配方( m g l ) ) 2 8 表2 3 长沙市某生活垃圾填埋场渗滤液水质( m g l ) 2 8 表2 4 分析项目与方法2 9 表2 4 富集阶段的污泥性状变化3 5 表2 5 不同进水渗滤液比例与p h 组合下的c o d 去除率对比4 6 表2 6f a 产生抑制作用的阂值【”7 1 4 8 表2 7 适应阶段的污泥性状变化5 3 表3 1 模拟废水5 8 表3 2 微量元素液组成5 8 表3 5 添加n o 和n 0 2 对c n i t r i t d c 。m m o n i u 比值的影响6 8 表4 1 调节前s b r a s b r 两级工艺除氮效果7 6 表4 2 调试后的短程硝化厌氧氨氧化联合工艺除氮效果7 7 表4 3 亚硝化厌氧氨氧化耦合工艺的对比8 9 表5 1 阶段i 中s b r 的脱氮性能9 6 表5 2 阶段1 i 中s b r 的脱氮性能1 0 0 表5 3s b r 各好氧段和厌氧段中各种氮素消耗量产生量及其相互之间的比值1 0 4 表5 4s b b r 的脱氮性能1 0 6 表5 5s b b r 内各好氧段和厌氧段中各种氮素消耗量产生量及其相互之间的比值 0 9 ( m g l ) 1 0 9 x 博士学位论文 1 1 研究背景和意义 第1 章绪论 氮素是蛋白质、遗传材料以及叶绿素和其它关键有机分子的基本组成元素， 在自然界中其数量仅次于氧、碳、氢，所有生物体都需要氮素来维持生活。在动 植物、微生物的共同作用下，氮素以有机态、游离态、化合态等形式在自然界中 形成其特有循环模式。在很多生态系统中氮素甚至成为关键限值因子控制着它们 的动态平衡，并且直接关系到该系统的生物多样性及其生态功能。很多研究者认 为在大多数的生态系统中，如果能够提高可利用的氮素量，那么短期内能够大幅 度提高该生态系统中的生物产量【l 】。 因此，对生态系统中的过度氮素输入将可能导致该系统中的某些种类的生物 产量