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曝气生物滤池处理含硝氮废水工艺及其过程控制研究

曝气生物滤池处理含硝氮废水工艺及其过程控制研究

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作者：卢乐华南理工大学

学位级别：硕士

硝酸盐系列产品被广泛用于国防工业,军火制造,钢铁部门,他们排出的废水则含有较高浓度的硝酸盐氮,硝酸盐氮是引起水体富营养化的主要因素之一。传统的生物脱氮工艺使反硝化过程与硝化过程分开,在缺氧条件下独立地进行,流程复杂,运行成本... 详细信息

硝酸盐系列产品被广泛用于国防工业,军火制造,钢铁部门,他们排出的废水则含有较高浓度的硝酸盐氮,硝酸盐氮是引起水体富营养化的主要因素之一。传统的生物脱氮工艺使反硝化过程与硝化过程分开,在缺氧条件下独立地进行,流程复杂,运行成本高,且脱氮效率不高。随着有氧条件下的反硝化过程的充分研究和报道,好氧反硝化的实际运用成为可能。本研究以曝气生物滤池作为考察工艺,利用实验室筛选出的好氧反硝化菌系对含硝氮废水进行反硝化脱氮处理。本实验对好氧反硝化菌的培养条件进行了优化,为后续的曝气生物滤池处理硝氮废水提供了理论参考。通过一系列工艺参数的调整,探讨其脱氮过程机理,了解其脱氮的工作特性,掌握了其处理中低浓度(7050mg/L)含氮废水的最佳工艺参数,旨在为工程应用提供依据。对好氧反硝化菌的培养基优化实验表明,当MgSO·7HO、NaHPO·7HO和KHPO的浓度分别为0.3g/L、7.9 g/L和1.5g/L时反硝化率和菌体OD值达到最大。与单菌株相比,混合菌系具有同样高效的反硝化脱氮能力,但混合菌系的抗冲击能力和稳定性都比单菌株强。采用正交试验对好氧反硝化菌系的培养条件进行优化,结果显示,在温度是30℃,pH值为7,C/N为6,DO为3mg/L,以琥珀酸钠为碳源时,该菌系反硝化效率最高。利用活化培养的好氧反硝化混合菌进行挂膜,闷曝5天后,开始连续进水驯化培养,16天后系统硝态氮脱除率达到了90%,出水也基本无亚硝态氮积累,挂膜成功。稳定运行阶段,当进水pH值为7,气水比为8:1,水力负荷在0.671 m/(m·h)以下,硝氮负荷小于1.93 Kg/(m·d)时,曝气生物滤池的反硝化脱氮效果最好,且无亚硝态氮积累。采用气液联合反冲洗方法,反冲洗周期约为4天。在反冲洗后12小时内,系统基本上能恢复到反冲洗前的反硝化脱氮效率。探讨了曝气生物滤池内反硝化脱氮的空间特性,结果表明随着填料层高度的增加,水中的溶解氧含量先快速降低,然后缓慢上升。在滤塔内,随着高程的增加,水中的pH值逐渐上升,而系统中COD的含量则逐渐减少,COD去除率逐渐增大。在填料层00cm区间内,水中的大部分硝态氮得到降解,同时有机物也被微生物大部分降解利用。在4000cm区间内,有机物和硝态氮的去除率变化开始趋于平缓,去除总量相对较小。

关键词：曝气生物滤池好氧反硝化含硝氮废水空间特性

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