基于厌氧铁氨氧化反应的生物反应器工艺研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JoanFang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国水环境面临氮素污染形势严峻,其中2015年水环境中氨氮排放总量为229.90万吨。目前传统的废水脱氮方式主要是硝化-反硝化工艺,但此工艺需要大量曝气,能耗大。而以厌氧氨氧化反应建立的脱氮工艺虽然不需要曝气,但会因废水中含有重金属而导致脱氮效率下降。厌氧铁氨氧化反应是最早在2005年在美国新泽西州湿地土壤中发现的由微生物驱动的厌氧反应,并且在含有多种高浓度重金属的韶关大宝山土壤中发现了厌氧铁氨氧化菌落,以厌氧铁氨氧化反应建立的反应器处理废水过程中不受重金属影响。为了探究以厌氧铁氨氧化反应建立的反应器对模拟废水的除氨效果,本实验通过探究不同氨氮浓度和pH条件下的模拟废水对厌氧铁氨氧化反应的影响,初步确立反应器的进水条件,并基于厌氧铁氨氧化反应建立厌氧序批式反应器(ASBR)和生物膜反应器,主要研究结果如下:(1)在不同氨氮浓度对厌氧铁氨氧化反应的影响表明,当模拟废水的氨氮浓度为75mg/L、150mg/L和200mg/L时,在模拟废水中加入菌液后发生了厌氧铁氨氧化反应,其中在氨氮浓度为75mg/L时加入菌液后在15d内氨氮氧化率最高,最高氨氮氧化率为43.03%,此时氨氮的氧化产物主要是氮气,而在150mg/L在15d内发生的厌氧铁氨氧化反应中还生成硝态氮和亚硝态氮,在200mg/L在15d内发生的厌氧铁氨氧化反应中还生成硝态氮。在发生厌氧铁氨氧化反应的三个氨氮浓度的模拟废水中在加入菌液后0-10d内较10-15d有更高的反应速率。在不同pH对厌氧铁氨氧化反应的影响研究中,当模拟废水的pH为4.5和6时,在模拟废水中加入菌液后发生了厌氧铁氨氧化反应,其中在pH为4.5时加入菌液后在15d内氨氮氧化率最高,两个p H的模拟废水对厌氧铁氨氧化反应氨氮的氧化产物没有影响,均为氮气。(2)不同搅拌方式对以厌氧铁氨氧化反应建立厌氧序批间歇式反应器的影响的研究显示,反应器SR1采用连续搅拌的运行方式,反应器SR2采用搅拌1h停止1h的搅拌方式,两个反应器在接种厌氧铁氨氧化菌液后均运行了90d,共8个运行周期,前两个运行周期水力停留时间为15d,为反应器启动阶段,后六个周期水力停留时间缩短至10d,为反应器氨氧化能力提高阶段。两个反应器开始运行后均发生了厌氧铁氨氧化反应,在反应器启动阶段,反应器SR1有更高的氨氮氧化率,但到了反应器运行至第6周期后,反应器SR2氨氮氧化率则高于SR1,反应器中MLVSS和MLVSS/MLSS与氨氮氧化率变化规律相似,同时,两个反应器在出水过程中,出现VSS流失现象,VSS流失SR1>SR2。这说明了通过接种厌氧铁氨氧化菌液构建厌氧反应器在富集阶段应该采用连续搅拌运行方式,使菌液能更快的在反应器中富集,而当反应器有一定的氨氧化速率时,宜采用间歇搅拌的运行方式能减少反应器活性污泥成分的流失,进而拥有更好的氨氧化速率。(3)在基于厌氧铁氨氧化反应建立的生物膜反应器运行的90d内,当水力停留时间为10d时,氨氮最大转化率为33.78%,出水硝态氮最高浓度达23.75mg·L-1,Fe2+最高浓度为149.06mg·L-1,说明此时反应器内发生了厌氧铁氨氧化反应,反应器内发生的厌氧铁氨氧化反应主要由酸微菌和微小杆菌驱动的。反应器前期氨氮的氧化产物为氮气,此时系统中存在反硝化反应,后期氨氮的氧化产物为硝态氮,此时系统反硝化作用减弱,造成硝态氮的积累。厌氧铁氨氧化反应可以结合反硝化作用实现废水脱氮。以上结果说明在选择合适的工艺条件下,基于厌氧氨氧化反应建立厌氧序批式反应器(ASBR)和生物膜反应器反应器均能反应模拟废水中的部分氨氮。
其他文献
随着国家大力培养和发展住房租赁市场,国内租房市场得到快速发展,但随之也产生了一系列问题:租房市场上出现价格混乱、租金随意乱定的现象,市场没有一个合理的租金定价模式,市场监管也不完善。基于此,本文运用特征价格模型,以广州市租房市场为研究对象,采集出广州市11个市辖区的5246条租房数据,对影响租房价格的各个特征因素进行研究分析。论文先通过对国内外的文献进行总结,从理论和方法上梳理特征价格模型的研究现
随着人们生活水平的日益提高,汽车已变成每家每户的必需品。汽车保有量的增加,也给环境带来了巨大的压力。相对于燃油汽车,纯电动汽车除了能够有效减小空气污染,其具有的起步动力强、车内噪声小等特点也受到了众多车主的青睐。由于受电池技术的限制,纯电动汽车的续驶里程始终低于一般的燃油车。因此,如何在保证动力性的前提下提高车辆的续驶里程是纯电动汽车的研究方向之一。电控机械式自动变速器具有传动效率高、结构紧凑等特
我国正处于经济高速发展时期的基础设施建设,工程规模和投资力度不断加大,港航工程的数量也在不断攀升,高桩梁板码头建设就是其中重要的工程之一。高桩梁板码头建设处于江河湖海边缘,由于受环境、地质、交通、人文等一些复杂因素的影响,施工质量失控事件经常发生,导致人员伤亡、工期拖延、工程质量不达标等实际问题,不仅给国家造成巨大的经济损失,还会对社会产生严重的不良影响。通过阅读文献发现,围绕建设项目施工质量影响
碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC复合材料)具有硬度高、耐高温、化学稳定性好、耐辐射、热中子吸收截面小等诸多优点,在航天航空领域具有广阔的应用前景。在能
碳纤维增强高性能热塑性树脂基复合材料(CFRTP)相比传统热固性复合材料具有高韧性、低成本、快速成型、二次加工、可回收利用等独特优势广泛,在航空航天、轨道交通等领域广泛
地震勘探广泛应用于地球内部结构研究、核爆炸监测、工程勘探与探测、地质灾害预测等领域,地震检波器是其核心设备。电化学地震检波器以惯性传感技术为原理,利用电解液中电离子的运动实现对振动信号的测量,相比于其它地震检波器,电化学检波器具有低频特性好,灵敏度高,稳定时间短等众多优势,因而在近年来在许多领域都有广泛应用。但是在实际勘探环境中,环境温度的变化不可避免,电化学检波器受温度变化影响较大,研究电化学检
偏微分方程外问题在科学与工程计算中具有广泛的应用,比如在电磁学、声学、流体力学、气体动力学等中都有其相应的数学模型,故外问题的数值方法一直是计算数学的重要研究方向
本文利用CMA最佳路径资料和ERA-Interim高分辨率格点资料,对1979~2017年西北太平洋不同纬度下热带气旋(TC)温带变性(ET)问题进行研究,主要结论如下:变性TC频数存在显著的年代
相对于传统的有机小分子染料和无机量子点,新型的半导体聚合物荧光纳米探针(Pdots)因具有发光强度大、光稳定性高、生物安全性好等优点而受到广泛关注,并在诸如生命科学等各
在陆地高质量粘土资源日益枯竭的今日,作为拥有丰富粘土资源的海洋又重新进入了人们的视野中。据统计大洋粘土和软泥的资源量分别为2.1×107 km3和3.1×107 km3,资源潜力十分巨大。本文针对深海粘土自身的特点,采用水热合成法制备了系列分子筛,同时对分子筛进行了xrd、ft-ir以及sem等表征分析,并探究了其在吸附领域的应用。首先利用深海黏土合成了系列分子筛。将深海粘土提纯烘干,除去砂矿物,