部分亚硝化-厌氧氨氧化处理含氮废水的试验研究-宁.doc

部分亚硝化-厌氧氨氧化处理含氮废水的试验研究第一章 绪论第二章 试验装置与方法第三章 配合厌氧氨氧化的部分亚硝化试验研究3.1 反应器的启动3.2 稳定运行时的效果研究3.2.1 NH4+-N的去除3.2.2 出水NH4+-N/NO2-N比值3.3 部分亚硝化的影响因素3.3.1 基质成分（碳源浓度、碳源组成、氮源浓度）3.3.2 水力停留时间HRT3.3.3 环境因素（DO、温度、pH值）3.4 本章小结第四章 厌氧氨氧化反应de特性研究4.1 UASB厌氧氨氧化反应器的启动4.1.1 NH4+变化变化规律4.1.2 NO2-变化规律4.1.3 NO3-变化规律4.1.4 三中氮素形态的比值变化规律4.1.5 COD变化情况4.2 环境因素的影响4.2.1 温度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.2.2 pH值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.2.3 ORP值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3 反应器内基质的影响4.3.1 无机碳源浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.2 NH4+浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.3 NO2-浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.4 NH4+/NO2-浓度比值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.5 C/N比值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.6 有机碳源对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.4稳定运行的脱氮效果4.6 本章小结第五章 部分亚硝化-厌氧氨氧化系统运行特性研究6.1 部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的启动6.2 无机碳源条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的脱氮效果6.3 添加有机碳源条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的处理效果6.4 本章小结第六章 硫酸型厌氧氨氧化除硫性能研究 第qi章 厌氧氨氧化微生物特性研究5.1 运行过程中微生物种群的组成及数量的变化5.2 厌氧氨氧化细菌的培养与富集5.2 厌氧氨氧化细菌的分离与鉴定5.3 厌氧氨氧化细菌的生理生化特性5.4 本章小结第七章 结论与建议第一章 绪论第二章 试验装置与方法第三章 配合厌氧氨氧化的部分亚硝化试验研究第四章 厌氧氨氧化反应器特性研究4.1 UASB厌氧氨氧化反应器的启动4.1.1 NH4+变化变化规律4.1.2 NO2-变化规律4.1.3 NO3-变化规律4.1.4 三中氮素形态的比值变化规律4.1.5 COD变化情况 【厌氧氨氧化的启动实验可以分为3个阶段（图3.11）。第1个阶段（t054d）是反应器中以反硝化作用占优势，NH4+-N浓度没有变化，而NO2-N去除速率很快(试验中定期补给NO2-N)，去除速率达到36.5g/(m3d)，随后NO2-N去除速率逐渐下降到1.66g/(m3d)。此时COD也从920mg/L下降到540mg/L（图3.12），这说明NO2-N的去除主要是异养反硝化作用引起的，反应器中反硝化菌是优势菌群。进水中没有添加有机碳源，反应体系中的COD主要是微生物内源呼吸作用产生的。反应初期，系统中的优势菌种为异养菌（反硝化细菌），厌氧氨氧化菌的含量相对很少。此时反硝化菌能利用的有机底物充足，反硝的速率不受NO2浓度的限制，仅与反硝化细菌的浓度有关呈一级反应，反硝化速率很快对底物NO2的利用速率也很快。厌氧氨氧化菌则因为含量少，对底物NO2的竞争力小于反硝化菌，ANAMMOX过程因底物的缺乏而受到抑制。充足的异养菌也使得消化速率很快。因此反应器中异养菌的内源反硝化和消化过程是此阶段的优势反应，反应器中出水NO2浓度较小，NH4+-N则得到积累。第2个阶段（t5458d）是反硝化作用逐渐减弱，厌氧氨氧化作用逐渐加强。第54d开始，NH4+-N开始出现波动下降，反应器中没有DO，而NH4+-N和NO2-N同时下降，说明反应器中已经出现厌氧氨氧化作用。第3阶段（t5990d），反应器中厌氧氨氧化作用占优势，NH4+-N和NO2-N同时被去除，最大去除率分别达到14.6g/(m3d)和6.67g/(m3d)。与此同时，颗粒污泥粒径变小(表4.4)，但仍然以颗粒状态存在，这说明到t90d，已经培养出厌氧氨氧化颗粒污泥，实现反硝化颗粒污泥转化为厌氧氨氧化颗粒污泥。 赵志宏，湖南大学，2007，厌氧氨氧化微生物颗粒化的启动研究及因素分析】4.2 环境因素的影响4.2.1 温度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.2.2 pH值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响【根据第2章羟氨厌氧氨氧化反应机理结合实验结果分析，pH过低不利于NO2向NH2OH的转化，过低的pH值不利于羟氨的生成，从而有可能使厌氧氨氧化反应的速率下降。Abeling 68认为，FNA（游离亚硝酸）是一种弱酸，当微生物细胞内pH较高时，在细胞体内存在如下平衡: HNO2细胞外 H+NO2细胞内 HNO2作为一种细胞解偶联剂在细胞体内解离出质子，直接影响了微生物细胞的跨膜pH梯度，间接地影响了生物细胞的ATP合成，从而影响亚硝酸氮的还原过程。 赵志宏，湖南大学，2007，厌氧氨氧化微生物颗粒化的启动研究及因素分析】【付丽霞等，低含量氨氮污水厌氧氨氧化影响因素研究，水处理技术，2010年4月】4.2.3 ORP值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响 【在进水中添加Fe3+以改变反应器的ORP 赖杨岚等，硫酸盐型厌氧氨氧化反应器的启动特性分析，中国给水排水，2010年8月】4.3 反应器内基质的影响4.3.1 无机碳源浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响【厌氧氨氧化菌活性最低出现在进水NaHCO3浓度=1.0g/L时，可能是因为进水NaHCO3浓度太低，导致厌氧氨氧化菌所需的无机碳源不足，影响了整个脱氮过程。无机碳源的浓度是同化作用、呼吸作用和曝气CO2吹脱作用的平衡结果。当进水NaHCO3浓度为1.0g/L时，R1中pH值下降到6.8。较低的pH造成了CO2的吹脱作用，结果使溶液中的有机碳源大量的减少。此时，较低的有机碳源浓度限制了厌氧氨氧化菌的活性。 赵志宏，湖南大学，2007，厌氧氨氧化微生物颗粒化的启动研究及因素分析】4.3.2 NH4+浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.3 NO2-浓度对厌氧氨氧化脱氮效果的影响【厌氧氨氧化反应是厌氧氨氧化细菌将氨氮和亚硝态氮转为氮气的生化反应，而亚硝酸盐是很强的生物制剂，它对厌氧氨氧化反应具有明显的抑制作用8-9。祖波等10测亚硝态氮半饱和常数为15.39mgL-1，抑制常数为159.5 mgL-1。郑平等11测定亚硝态氮对厌氧氨氧化抑制常数为5.40111.995 mmolL-1。有些研究者在厌氧氨氧化反应器启动过程中发现当进水亚硝氮质量浓度大于100 mgL-1能完全抑制厌氧氨氧化反应12。而Jetten等13利用连续流反应器表明当进水亚硝态氮质量浓度大于280 mgL-1能完全抑制厌氧氨氧化反应。这些结论不同可能与反应器结构和进水方式的不同有关。 ASBBR反应器厌氧氨氧化反应稳定性研究，李祥，黄勇，袁怡】4.3.4 NH4+/NO2-浓度比值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.5 C/N比值对厌氧氨氧化脱氮效果的影响4.3.6 有机碳源对厌氧氨氧化脱氮效果的影响【赵志宏，湖南大学，2007，厌氧氨氧化微生物颗粒化的启动研究及因素分析】【付丽霞等，低含量氨氮污水厌氧氨氧化影响因素研究，水处理技术，2010年4月】4.4稳定运行的脱氮效果4.5硫酸型厌氧氨氧化除硫性能研究4.6 本章小结第五章 厌氧氨氧化微生物特性研究5.1 运行过程中微生物种群的组成及数量的变化5.2 厌氧氨氧化细菌的培养与富集5.2 厌氧氨氧化细菌的分离与鉴定5.3 厌氧氨氧化细菌的生理生化特性5.4 本章小结第六章 部分亚硝化-厌氧氨氧化系统运行特性研究6.1 部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的启动6.2 无机碳源条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的脱氮效果6.3 添加有机碳源条件下部分亚硝化-厌氧氨氧化系统的处理效果6.4 本章小结第七章 结论与建议（4.2与4.3为厌氧管内的静态实验，一方面受时间限