【摘 要】
：
厌氧氨氧化具有广阔的应用前景,但是启动时间长以及脱氮不彻底限制了其在实际污水处理方面的推广应用。针对厌氧氨氧化工艺在实际应用中的存在的问题,国内外学者已经研究出了一些强化途径,投加适量的铁、投加低浓度有机碳源或者调控设置合适的氮负荷这三种方法都已经被证实对厌氧氨氧化有强化作用。但关于这三种方法的研究大多集中在启动成功的厌氧氨氧化反应器中,未见这三种强化方法在厌氧氨氧化反应启动过程中的系统研究,而且
论文部分内容阅读
厌氧氨氧化具有广阔的应用前景,但是启动时间长以及脱氮不彻底限制了其在实际污水处理方面的推广应用。针对厌氧氨氧化工艺在实际应用中的存在的问题,国内外学者已经研究出了一些强化途径,投加适量的铁、投加低浓度有机碳源或者调控设置合适的氮负荷这三种方法都已经被证实对厌氧氨氧化有强化作用。但关于这三种方法的研究大多集中在启动成功的厌氧氨氧化反应器中,未见这三种强化方法在厌氧氨氧化反应启动过程中的系统研究,而且海绵铁作为优质铁源、乙酸钠作为高效碳源,在厌氧氨氧化中的研究较少。因此,本实验分别基于投加铁、投加有机碳源、调控氮负荷可以强化厌氧氨氧化反应的理论基础,按照厌氧氨氧化反应典型底物浓度比例:C（NH4+-N）:C（NO2--N）=1.32配制的模拟废水为目标污染物,以微生物多样性较强的生物铁泥为接种污泥,分别启动不同海绵铁投加量、不同有机碳源浓度（由乙酸钠提供）、不同氮负荷（以换水周期控制）的厌氧氨氧化反应器,通过监测反应器内氮素浓度变化、pH值、比厌氧氨氧化活性以及厌氧氨氧化反应化学计量比的变化,探究了不同海绵铁投加量、不同有机碳源浓度、不同氮负荷对厌氧氨氧化启动及脱氮效果的影响,并对海绵铁体系脱氮机理进行了初探,从而为厌氧氨氧化的快速启动以及强化脱氮提供理论依据。主要研究结果如下:（1）海绵铁投加量实验中,反应器启动初期,海绵铁的投加提升了反应器的pH,海绵铁投加量越高,体系pH值越大,这不利于厌氧氨氧化菌的生长,所以一次性投加海绵铁的方式可能不利于厌氧氨氧化反应的发生。从反应器的启动时间来看,投加10g/L、30g/L、60g/L、90g/L的海绵铁都抑制了厌氧氨氧化反应器的启动,延长了反应器的启动时间,阻碍了比厌氧氨氧化活性的提升,且投加量越大,抑制作用越强烈。反应器启动成功后,空白对照Fe-0总氮平均去除率为81.97%,而投加10g/L海绵铁的Fe-1由于体系中铁形态及微生物的多样性,存在其他有利于TN去除的反应,如铁型反硝化、铁氨氧化等,总氮平均去除率为87.54%,且NO3--N积累量要小于Fe-0。（2）有机碳源浓度实验中,从反应器的启动时间来看,进水投加7.5、15、30mg/L的乙酸钠都加快了反应器的启动,缩短了反应器的启动时间,主要是缩短了停滞期和活性提升期,而投加60mg/L的乙酸钠则因为有机碳源浓度过高,体系内异养反硝化作用太强,抑制了厌氧氨氧化反应的发生,延长了反应器的启动时间,阻碍了比厌氧氨氧化活性的提升。反应器启动成功后,空白对照C-0总氮平均去除率为81.97%,而投加乙酸钠的反应器C-1（7.5mg/L）、C-2（15mg/L）、C-3（30mg/L）总氮平均去除率分别为85.10%、89.43%、90.24%,C-1总氮去除率的提升主要归结于氨氮去除率、亚硝氮去除率的提升,C-2、C-3总氮去除率的提升主要是由于亚硝氮去除率的提升和生成NO3--N的减少。可见,进水投加7.5、15、30mg/L的乙酸钠都提升了反应器的脱氮效果。C-2、C-3启动成功后,ΔNO3--N/ΔNH4+-N值分别为0.14,0.09,小于理论值0.26。可见,进水投加15、30mg/L的乙酸钠可以减少体系中的NO3--N生成量。（3）从反应器启动时间来看,高负荷下运行的N-2,厌氧氨氧化反应可利用的底物较多,且12h换水周期使得反应器前期所产生的有毒物质（如硫化氢等）快速排出,削弱了对体系的毒害作用,所以使得细胞裂解期和停滞期最短,但当氮负荷过高时厌氧氨氧化反应产生大量氮气无法释放,在污泥絮体内部形成气囊或附着于污泥絮体表面,致使污泥密度降低,沉降性能变差,导致上浮,污泥流失严重,活性提升期变长。而氮负荷最低的N-3,由于底物浓度的不足与前期体系中产生硫化氢过多且无法及时排出导致启动时间最长。反应器启动成功后,N-1总氮平均去除率为81.97%,N-3总氮平均去除率为85.77%,而N-2总氮平均去除率只有75.95%,污泥上浮流失是其脱氮效能低于其他反应器的主要致因,尽管体系内污泥比厌氧氨氧化活性较高,但污泥浓度过低导致系统脱氮效果并不好。反应器启动成功后N-2硝氮生成量要低于厌氧氨氧化反应理论值,而低氮负荷运行的N-3,硝氮生成量高于厌氧氨氧化反应理论值,可知,高氮负荷有助于缓解体系硝氮的积累,使体系脱氮更彻底,低氮负荷会导致体系硝氮生成量过高。
其他文献
厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺具有高效低耗、节约碳源和污泥产量低等优点,被认为是替代传统硝化反硝化工艺最具前景的新型技术。然而ANAMMOX工艺在城市生活污水处理中尚未推广应用,主要瓶颈问题是常低温下厌氧氨氧化菌（An AOB）富集率低及亚硝（NO2--N）基质难以稳定获取。此外,ANAMMOX工艺无法直接处理硝氮（NO3--N）废水,进一步限制了该工艺的广泛应用。本文在常低温及低底物浓度条件下
河岸带作为连接水陆两域的关键区域,对非点源污染控制和水域水质环境改善有重要意义。河岸带沉积物中吸纳足够的营养物质（也称为内部负荷）时,它们会释放到上覆水中造成“二次污染”的风险。为探究黄河（兰州段）河岸带沉积物对氨氮的环境容量和吸纳能力,本研究以天然黄河河岸带沉积物为研究对象,探究了其对氨氮释放和吸附特征,以及温度、p H、水力扰动、上覆水溶液浓度等环境因子对氨氮释放和吸附的影响作用。基于实验基础
随着经济发展的需求,偶氮染料的生产量和使用量逐渐增大,在工业生产中,偶氮染料的流失率也随之增大。针对偶氮染料废水高色度、高COD、可生化性差等问题,利用绿色环保、经济成本低、处理效果好的微电解法作为预处理技术处理该类废水并取得较好的处理效果。本论文采用铁炭微电解法和铝炭微电解法去除废水中的两种直接偶氮染料及两种活性偶氮染料,分别为直接耐晒黑G染料、直接桃红12B染料、活性黄X-R染料、活性黑5染料
土壤安全是国家发展的重要基础。我国正处于实现“双碳”目标的重要阶段,土壤修复作为环境保护战略的重要组成部分,其碳排放势必会对“双碳”目标产生重要影响。重金属污染是土壤无机污染中最突出的污染问题,对土壤肥力、粮食产量、人体健康和生态环境已造成严重影响。化学钝化修复技术因其在修复过程中碳排放量较少,成本低,不影响土壤正常使用等特点,成为修复重金属污染土壤最经济有效的技术之一。坡缕石作为一种黏土矿物,储
本课题采用离子交换法处理含铜酸性矿山废水,以5～25mg/L含Cu（Ⅱ）水样作为研究对象,以Cu（Ⅱ）的去除率和吸附量作为评价指标,选取D463型离子交换树脂为吸附剂,研究了外部因素对D463型离子交换树脂除Cu（Ⅱ）性能的影响,同时探讨了树脂的再生性能及吸附除铜机理。在此基础上,利用L-半胱氨酸和3-氨基苯硫酚两种不同的改性剂对其改性处理,通过单因素试验、正交试验以及响应曲面试验等方法逐步优化改
在石油资源开发、生产、运输和流通等环节,石油污染物通过各种方式进入生态环境,其中地下水石油污染是石油污染物对水环境产生的主要污染之一。二十世纪末以来,环境科学领域开始出现针对地下水石油污染的研究,相关研究结果显示地下水石油污染易随地下水流动扩散,并通过水循环进入生物体内,严重影响生态环境安全。因此,研究修复地下水石油污染具有重要现实意义。地下水石油污染具有分布广、易迁移的特点,其治理难度高、对环境
分子印迹电化学传感器在应用于复杂样品检测时展现了出色的分析效率,尤其是在疾病标志物及中药活性成分检测等领域大放异彩。抑郁症是一种发病率高,危害性大的精神疾病,临床缺乏客观诊断的方法,漏诊误诊时有发生。精氨酸琥珀酸合成酶1（ASS1）是尿液中的抑郁症标志物,实现其高灵敏、高选择的检测或对抑郁症的无创客观诊断提供帮助。松果菊苷是存在于多种药材中具有丰富药理活性的化学成分,开发可用于复杂样本（如血浆、药
抗生素由于其广泛使用以及难自然降解成为一种新兴污染物,长期富集后促使生物体产生抗生素抗性基因,从而对生态系统造成很大危害。Ag@Ag X纳米粒子由于金属Ag的SPR效应具有很强且有效的吸收可见光的能力,并可通过光活化的方式增强并稳定光催化活性,制备的光催化剂对抗生素和有机染料等污染物都表现出良好的降解效果。凹凸棒土由于其独特的结构广泛用于吸附剂、粘结剂和催化剂载体等,较好的吸附性能有利于提高光催化
高效液相色谱分离分析的核心为色谱固定相,而整体柱作为一种新型的色谱固定相,因其通透性好、传质快、能耐受较广的p H等优点被广泛研究。相较于毛细管整体柱制备过程复杂、重现性差的缺点,常规尺寸整体柱因制备过程简单、重复性好以及应用更加广泛的优点而更值得研究。并且和超高液相色谱相比,高效液相色谱和常规尺寸整体柱结合后,能在较高流速下快速分析化合物的同时还能拥有较低的柱压,不仅降低了分析的成本,还减小了对
随着居民生活质量的提高,城镇生活污水排放量日益增多,增加了氮、磷污染物的排放。与此同时,污水的C/N比却呈现下降趋势,提高了污水处理的难度。因此,去除低C/N废水中的氮、磷营养物质成为近年来废水处理中亟需解决的问题。而传统生物工艺流程复杂,存在脱氮除磷效率低,耗能大,剩余污泥量大,且需要额外添加碱度、碳源以及絮凝剂等诸多问题。因此需要开发新型的脱氮除磷工艺。课题组前期研究发现的生物海绵铁体系（Bi