（環(huán)境工程專業(yè)論文）基于亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化的脫氮耦合工藝及其控制策略研究.pdf

基于硝化、厭氧氨氧化與反硝化的脫氮耦合工藝及其控制策略研究 摘要 基于亞硝化與厭氧氨氧化的耦合，開發(fā)出了兩類脫氮新工藝，一類為兩級反 應，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 ) 為代表，該工藝是荷蘭d e l f t 大學2 0 0 1 年開發(fā)了一種新型的 脫氮工藝。其基本原理是先在一個反應器內有氧條件下，將n h 4 + - n 部分氧化為 n 0 2 - n ，然后在另一個反應器內缺氧條件下將n h 4 + n 和n 0 2 - n 轉化為n 2 。另 一類為單級反應，短程硝化和厭氧氨氧化在一個反應器中實現(xiàn)，以c a n o n 為代 表，該工藝也是由d e l f t 大學又開發(fā)完成，基本原理是，在限氧條件下，利用氨 氧化菌和厭氧氨氧化菌的協(xié)同作用，在同一個反應器中完成短程硝化和厭氧氨氧 化。盡管亞硝化與厭氧氨氧化的組合工藝對于高氨氮濃度廢水具有良好的適應性 和處理效果，但是實際污水處理時不但要求反應系統(tǒng)擁有高效的脫氮性能，并且 必須適應有機環(huán)境及有機環(huán)境所帶來的大量異養(yǎng)茵。而厭氧氨氧化與亞硝化在單 一反應器中耦合也被證明能夠解決亞硝酸鹽氮過度積累導致細菌活性受抑制的問 題，因此研究厭氧氨氧化菌與亞硝酸菌及其他異養(yǎng)菌的共存就非常必要。 本研究從亞硝酸菌和厭氧氨氧化菌的高效富集開始著手，首先摸清亞硝酸菌 和厭氧氨氧化菌的富集特征和調控策略，然后對亞硝化和厭氧氨氧化進行耦合， 耦合分別采取兩級工藝( s b r a s b r 兩級) 和一級工藝( 單級s b r 工藝) 進行嘗 試，并在此基礎上和研發(fā)出新型的序批式內循環(huán)反應器；最后分別在s b r 和s b b r 反應器中分別啟動亞硝化厭氧氨氧化反硝化耦合反應器，并對兩者進行對比。 亞硝酸菌的高效富集與適應性調控過程中，利用有機環(huán)境向無機環(huán)境的變化 淘汰所以異養(yǎng)菌，目標性持留能以氨為電子供體進行生長繁殖的硝化菌，并且通 過基質控制將硝酸菌洗脫，讓亞硝酸菌成為優(yōu)勢菌種，富集完成后污泥顏色由深 褐色逐漸變?yōu)闇\棕色，s v i 指數(shù)先增大后減小( 由1 0 2m l g 增加至1 4 6m l g ，最 后減少至1 0 7m l g ) ，m l s s 濃度明顯降低( 由2 7 3 0m g l 降低至1 4 9 0 r a g l ) ，富 集完成后，污泥中的細菌群落數(shù)量明顯減少( d g g e 條帶由1 6 條減少為6 條) 。 為使得完成富集的污泥適應垃圾滲濾液，采取將進水中的滲濾液體積比由2 0 提 高至1 0 0 ，調節(jié)過程中分別在滲濾液體積比提高至5 0 、7 0 和1 0 0 的時候采 取進水模式調節(jié)、p h 調節(jié)、d o 調節(jié)策略，以不斷提高反應器的處理效果和負荷。 厭氧氨氧化菌的高效富集與適應性調控過程分為泥適應階段、活性提高階段 和穩(wěn)定運行階段三個階段，以活性提高階段為調控重點和關鍵，通過添加聯(lián)氨( 1 m g l ) 和羥胺( 1m g l ) 、n o ( 6 0 0m g l ) 、微量有機質( c o d1 0m g l ) 的調 控手段，使得厭氧氨氧化的負荷率不斷提高，最終進水負荷達到2 8 0m g l d 。 博士學位論文 為實現(xiàn)亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化有效耦合，首先在成功富集亞硝酸菌和 厭氧氨氧化菌的基礎上，利用模擬廢水對亞硝化和厭氧氨氧化進行耦合，耦合過 程采取三種形式進行，分別是兩級的s b r a s b r 工藝、一級的s b r 工藝一級綜 合性的序批式內循環(huán)工藝。三種工藝中，序批式內循環(huán)工藝能夠承受最高的n h 4 + 負荷，負荷率達0 8k g n m 3 d ，其次是s b r a s b r 兩級工藝，負荷率為0 5 k g n m 3 d ，單級s b r 工藝的抗負荷能力則較差，負荷率只有0 4k g n m 3 d 。對氮 的去除能力序批式內循環(huán)工藝仍是最高的，t n 去除率高達8 4 左右，s b r a s b r 兩級工藝和單級s b r 工藝對氮的去除能力相當，t n 去除率約為8 0 。 在成功實現(xiàn)亞硝化與厭氧氨氧化耦合的基礎上，采用相對成熟的s b r 和 s b b r 工藝進行亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化三者的耦合啟動并分別研究其調控 方式。首先采用模擬廢水實現(xiàn)亞硝化和厭氧氨氧化的耦合，該階段完成后反應器 中的最大氨氧化活性達到o 7 9 k gn h 4 + - n k g v s s d a y ，最大厭氧氨氧化活性達到了 0 1 8k gn h 4 + - n k g v s s d a y 。然后通過進水中的原生垃圾滲濾液中攜帶的反硝化菌 實現(xiàn)亞硝化厭氧氨氧化反硝化的耦合，進水中的滲濾液體積由2 0 逐漸提高至 1 0 0 ，為消除f a 對亞硝酸菌的抑制，對p h 按照如下梯度進行調整：第1 3 4 d 的p h 為7 8 ，第3 5 1 0 3 d 的p h 為7 5 ，第1 0 4 1 2 4 d 的p h 為7 2 。該階段完成后 反應器中的最大氨氧化活性達到2 8 3 9n h 4 + n k g v s s d a y ，最大厭氧氨氧化活性 達到了0 6 5k gn 1 - 1 4 十州k g v s s d a y 。 關鍵詞：亞硝化；厭氧氨氧化；反硝化：耦合；調控 m 基于亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化的脫氮耦合工藝及其控制策略研究 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 博士學位論文 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 基于亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化的脫氮耦合工藝及其控制策略研究 插圖索引 圖1 12 0 0 9 年重點湖庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)1 圖1 22 0 1 0 年重點湖庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)2 圖1 3 氮素的生物循環(huán)體系4 圖1 4 反硝化模型5 圖1 5 氨氧化活性與溫度的關系f 7 6 1 一1 0 圖1 6 溫度對硝化細菌比生長速率的影響【7 6 1 一1 l 圖1 73 5 時p h 對硝化細菌生長速率的影響1 4 圖1 8 厭氧氨氧化途徑9 3 1 1 6 圖1 9b r o c a d ha n a m m o x i d a n s 的透射電鏡照片1 7 圖1 1 0b r o e a d i aa n a m m o x i d a n s 細胞反應模型1 7 圖1 1 1b r o c a d i aa n a m m o x i d a n s 生化反應模型一1 8 圖1 1 2p h 對厭氧氮氧化速率的影響2 l 圖2 i 實驗裝置2 6 圖1 1 曝氣量與d o 的關系2 7 圖2 2 富集階段s b r 運行工序3 0 圖2 3 亞硝酸菌富集階段氮素濃度變化3 l 圖2 4 亞硝酸菌富集階段亞硝酸鹽產量與硝酸鹽氮產量比值3 2 圖2 5 亞硝酸菌富集階段氨氮轉化率變化特征3 3 圖2 6 亞硝酸菌富集階段f a 和f n a 變化特征3 4 圖2 7 污泥電鏡圖片3 6 圖2 8 污泥d g g e 圖譜3 7 圖2 9 適應階段s b r 運行工序3 9 圖2 1 0 進水模式調整后氮素濃度、氨氮轉化率及f a 變化3 9 圖2 1 1 進水模式調整期間c o d 變化特征4 l 圖2 1 2p h 調節(jié)后氮素濃度、氨氮轉化率及f a 變化4 3 圖2 1 3p h 調整期間c o d 變化特征4 4 圖2 1 4 不同條件下c o d 去除率的變化4 5 圖2 1 5 不同條件下氮素變化特征4 5 圖2 1 6 不同條件下f a 變化特征4 6 圖2 1 7d o 調整過程中氮素濃度、氨氮轉化率及f a 變化4 9 圖2 1 8d o 調整期間c o d 變化特征5 0 x 博士學位論文 圖2 1 9 不同溶解氧濃度下亞硝酸菌和硝酸菌比增殖速率變化5 2 圖2 2 0 污泥電鏡圖片5 4 圖2 2 l 污泥d g g e 圖譜5 5 圖3 1 適應階段氮濃度變化曲線6 0 圖3 2 基質調控過程中氮素濃度變化曲線6 l 圖3 3 基質調控過程中c n i t r i t 。c 。m m 。n i u 和p n i t e c 鋤m o n i u m 的比值變化6 2 圖3 4 添加聯(lián)氨對厭氧氨氧化反應的影響6 3 圖3 5 添加羥胺對厭氧氨氧化反應的影響6 4 圖3 6 聯(lián)合添加聯(lián)氨和羥胺后氮素濃度變化曲線6 5 圖3 7 聯(lián)合添加聯(lián)氨和羥胺后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 。的比值變化6 5 圖3 8 添加n o 對厭氧氨氧化反應的影響6 6 圖3 9 添加n 0 2 對厭氧氨氧化反應的影響6 7 圖3 1 0 添加1 5 0 p p mn o 對厭氧氨氧化反應器負荷能力的影響6 9 圖3 1 1 添加5 0 p p mn 0 2 對厭氧氨氧化反應器負荷能力的影響6 9 圖3 1 2 添加2 5m g lc a 2 + 對厭氧氨氧化反應器負荷能力的影響7 0 圖3 1 3 添加甲醇對厭氧氨氧化反應的影響7 l 圖3 1 4 穩(wěn)定運行階段n 濃度變化曲線7 2 圖4 1 序批式內循環(huán)反應器結構示意圖7 4 圖4 2s b r a s b r 兩級耦合工藝總氮去除性能7 8 圖4 3s b r 亞硝化反應器的氮素濃度變化7 9 圖4 4a s b r 厭氧氨氧化反應器的氮素濃度變化8 0 圖4 5 單級s b r 工藝啟動階段出水氮素濃度的變化8 l 圖4 6 單級s b r 工藝啟動階段硝酸鹽氮產量與氨氮消耗量的比值8 2 圖4 7 單級s b r 工藝穩(wěn)定運行時進出水p h 的變化8 3 圖4 8 單級s b r 工藝負荷提升階段氮素濃度變化8 4 圖4 9 單級s b r 工藝負荷提升階段氨氧化速率、亞硝酸鹽氧化速率和厭氧氨氧化 脫氮速率的變化8 5 圖4 1 0 序批式內循環(huán)反應器在調控期內的氮素變化曲線8 7 圖4 1 1 不同體積比對序批式內循環(huán)反應器中氮素變化曲線的影響8 8 圖5 1 填料單片示意圖9 l 圖5 2 填料組示意圖9 l 圖5 3 實驗裝置9 l 圖5 4s b r 和s b b r 反應器運行工序9 2 圖5 5 階段l 中s b r 反應器中氮素及脫氮效率變化9 4 x i 基于亞硝化、厭氧氨氧化與反硝化的脫氮耦合工藝及其控制策略研究 圖5 6 階段i 中( n h 4 + _ n 。n + n 0 2 - _ n c o n ) n 0 3 飛。的比值變化( 直線為理論值) 9 1 ； 圖5 7 階段i 中s b r 中f a 的變化特征9 7 圖5 8 階段l i 中s b r 反應器中氮素及脫氮效率變化9 8 圖5 9 每個周期內c o d b o d 去除總量及其差值9 9 圖5 1 0 階段i i 中s b r 中f a 的變化特征1 0 1 圖5 1 1 階段i 中一個周期內氮素變化特征1 0 2 圖5 1 2 階段i i 中一個周期內氮素變化特征1 0 3 圖5 1 3s b b r 反應器脫氮性能隨進水中滲濾液體積比的變化1 0 5 圖5 1 4s b b r 反應器中一個周期內氮素變化特征一1 0 7 圖5 1 5 吸收液p h 值變化和氨氮吸收( 逸散) 量1 0 8 圖5 1 6s b b r 和s b r 污泥d g g e 圖譜1 1 0 圖5 1 7s b r 和s b b r 中氮素生物轉化示意圖1 1 l x 博士學位論文 附表索引 表1 1 傳統(tǒng)氮素循環(huán)的生物反應3 表1 2 各屬亞硝酸菌的形態(tài)特征一6 表1 3 各屬硝酸菌的形態(tài)特征6 表1 4 亞硝酸菌和硝酸菌的特征7 表1 5 按生理特征歸群的各屬反硝化細菌8 表1 6 生產性a n a m m o x 反應器中的菌體倍增時剮1 0 0 1 1 9 表1 7 幾個含氮化合物的轉化反應1 9 表1 8 基于亞硝化與厭氧氨氧化組合工藝的中試及生產性試驗2 2 表2 1 曝氣量與d o 的關系2 6 表2 1 人工模擬廢水配方( m g l ) ) 2 8 表2 2 微量元素溶液配方( m g l ) ) 2 8 表2 3 長沙市某生活垃圾填埋場滲濾液水質( m g l ) 2 8 表2 4 分析項目與方法2 9 表2 4 富集階段的污泥性狀變化3 5 表2 5 不同進水滲濾液比例與p h 組合下的c o d 去除率對比4 6 表2 6f a 產生抑制作用的閡值【”7 1 4 8 表2 7 適應階段的污泥性狀變化5 3 表3 1 模擬廢水5 8 表3 2 微量元素液組成5 8 表3 5 添加n o 和n 0 2 對c n i t r i t d c 。m m o n i u 比值的影響6 8 表4 1 調節(jié)前s b r a s b r 兩級工藝除氮效果7 6 表4 2 調試后的短程硝化厭氧氨氧化聯(lián)合工藝除氮效果7 7 表4 3 亞硝化厭氧氨氧化耦合工藝的對比8 9 表5 1 階段i 中s b r 的脫氮性能9 6 表5 2 階段1 i 中s b r 的脫氮性能1 0 0 表5 3s b r 各好氧段和厭氧段中各種氮素消耗量產生量及其相互之間的比值1 0 4 表5 4s b b r 的脫氮性能1 0 6 表5 5s b b r 內各好氧段和厭氧段中各種氮素消耗量產生量及其相互之間的比值 0 9 ( m g l ) 1 0 9 x 博士學位論文 1 1 研究背景和意義 第1 章緒論 氮素是蛋白質、遺傳材料以及葉綠素和其它關鍵有機分子的基本組成元素， 在自然界中其數(shù)量僅次于氧、碳、氫，所有生物體都需要氮素來維持生活。在動 植物、微生物的共同作用下，氮素以有機態(tài)、游離態(tài)、化合態(tài)等形式在自然界中 形成其特有循環(huán)模式。在很多生態(tài)系統(tǒng)中氮素甚至成為關鍵限值因子控制著它們 的動態(tài)平衡，并且直接關系到該系統(tǒng)的生物多樣性及其生態(tài)功能。很多研究者認 為在大多數(shù)的生態(tài)系統(tǒng)中，如果能夠提高可利用的氮素量，那么短期內能夠大幅 度提高該生態(tài)系統(tǒng)中的生物產量【l 】。 因此，對生態(tài)系統(tǒng)中的過度氮素輸入將可能導致該系統(tǒng)中的某些種類的生物 產量