【摘要】：本論文針對催化劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生低氨氮廢水,采用短程硝化反硝化脫氮技術(shù)進行處理,并用煉油廠堿渣廢水作為反硝化處理廢水的有機碳源,同時研究其機理過程,為工業(yè)化應(yīng)用提供依據(jù)。 本課題分別采用了A/O反應(yīng)器和SBR反應(yīng)器對硝化過程氨氮廢水和廢堿液降解過程進行了研究。在SBR反應(yīng)器中,采用模擬廢水進行短程硝化-反硝化生物脫氮工藝,控制反應(yīng)溫度在25±1℃、pH值在7.5-8.5之間、DO濃度小于0.5mg/L的條件下,氨氮初始濃度為1000mg/L,其亞硝化率始終維持在98%以上,硝化出水中NO3--N濃度低于5.0mg/L以下,出水氨氮濃度低于檢測限,達到了短程硝化反硝化的過程。 GC-MS對廢堿液中的有機成分進行測定,其主要成分為芳香類化合物,其中酚類物質(zhì)占84.11%,苯胺類物質(zhì)占7.79%,硫化物占1.31%。廢堿液具有50000mg/L以上的堿度,其B/C=0.29,可生化性較差。在SBR反應(yīng)器中,采用分批投加廢堿液作為反硝化的碳源,在進水COD濃度為1200mg/L,反應(yīng)器內(nèi)氨氮濃度為300mg/L的情況下,采用曝氣4小時,缺氧2小時的操作條件,使最終出水的氨氮濃度低于檢測限,總氮出水濃度為1.69mg/L 在短程硝化反硝化運行過程中對有機硫和揮發(fā)酚的去除效果同樣有效,在SBR間隙式反應(yīng)器中,有機硫和揮發(fā)酚的去除率分別達到92.0%和93.9%；在A/O連續(xù)式反應(yīng)器中有機硫和揮發(fā)酚的去除率分別為93.9%和99.6%。說明廢堿液中的揮發(fā)酚和有機硫等污染物可以作為氨氮反硝化降解時所需的有機碳源而被去除。在同一曝氣單元內(nèi),曝氣階段使pH下降了0.07時,缺氧階段使pH上升了0.05。通過曝氣階段和缺氧階段pH的變化可以看出,反硝化過程產(chǎn)生的堿度不足以彌補硝化階段堿度的消耗,大約為硝化階段消耗堿度的一半左右。以廢堿液的堿度作為硝化脫氮的堿度,可以彌補短程硝化反硝化過程中堿度的不足,達到廢堿液和高氨氮廢水的協(xié)同處理。 A/O系統(tǒng)包括硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)兩個反應(yīng)器,在硝化反應(yīng)池內(nèi)利用廢堿液的堿度在24小時內(nèi)將進水300 mg/L的氨氮完全去除,亞硝化率最高可達到90%以上。在反硝化反應(yīng)池可在8小時內(nèi)將NOx-N完全降解到檢測限以下,達到連續(xù)流的短程硝化反硝化過程。 控制短程硝化還是全程硝化,其重要的影響因素是如何控制溶解氧的濃度。實驗證實,在短程硝化階段,必需控制溶解氧濃度低于0.5 mg/L,可維持高的亞硝化率。而按傳統(tǒng)曝氣池控制溶解氧濃度在2.0 mg/L以上,則會導(dǎo)致全程硝化。 16S rRNA基因克隆文庫法鑒定,短程硝化-反硝化活性污泥中以Nitrosomonas類群的菌種為優(yōu)勢類型,占整個文庫的50%左右,其中尤以與Nitrosomonas europaeaATCC25978菌株相似性達到99%的菌株FXHWN-14和與Nitrosomonas halophila菌株相似度達到99%的FXHWN-29為主,這兩株菌都屬于能將氨氧化成亞硝酸根的氨氧化菌(AOB),具有較強的短程硝化能力。 本基礎(chǔ)研究與中試試驗認(rèn)為,短程硝化反硝化工藝對氨氮處理效率高,操作簡便,運行費用低,符合目前國內(nèi)催化劑產(chǎn)生的低濃度氨氮污水與煉化污水整合處理的需要。
【圖文】：

第6頁華東理工大學(xué)博士學(xué)位論文有機氨遏些色氨氮反硝酸菌閃2~—NO3一亞硝酸細(xì)菌一N02一一硝酸細(xì)菌…圖Ll生物脫氮過程示意圖Fig.1.1ProcessdiagramofbiologicrelnOVeofnitrogen由于氨化作用速度很快，在普通的活性污泥法中均能完成，因而無需作特殊考慮;硝化過程是一個好氧過程，由于硝化細(xì)菌的世代周期較長，難以保持較高的微生物濃度，是生物脫氮速率的控制步驟:反硝化作用是由化能有機異養(yǎng)型微生物一反硝化細(xì)菌在厭氧或缺氧的條件下完成的。圖1.2為傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程ll]，該工藝以氨化、硝化、反硝化三項反應(yīng)為基礎(chǔ)(分別為圖中所示的1、2、3區(qū))。投加堿是為了保持硝化所需的微堿性環(huán)境，投加甲醇是為了提供反硝化過程所需的碳源。此工藝氧化速率高，污泥負(fù)荷率高，不同性質(zhì)污泥在不同沉淀池分離和回流，運行方便，靈活性大，具有良好脫氮效果。但其缺點是所需處理設(shè)備多，造價高。另外，由于投加甲醇而帶來的BOD:需在系統(tǒng)后額外設(shè)置曝氣池和沉淀池除去。

圖2.2SBR運行流程示意圖Fig.2.2DiagramforSBRoPerationl)進水工序:打開連接進水管的進水閥門，使廢水通過重力作用直接進入SB器，當(dāng)達到預(yù)定水量后關(guān)閉閥門。2)反應(yīng)工序:該工序主要由多個曝氣單元組成，每個曝氣單元包括曝氣部分部分，所以又稱該工序為間歇曝氣工序。曝氣部分:在SBR反應(yīng)器注入廢水后，啟動攪拌裝置，調(diào)節(jié)溫度、調(diào)節(jié)合適pH值，進行鼓風(fēng)曝氣并調(diào)節(jié)一定的曝氣量，使SBR反應(yīng)器內(nèi)保持維持微生物生的溶解氧濃度。缺氧部分:停止鼓風(fēng)曝氣，降低攪拌速度，使廢水液面與大氣接觸造成缺氧環(huán)其余溫度等參數(shù)的控制與曝氣部分基本相同。曝氣單元時間以及每部分的時間長度由TW一A06型定時器控制。在某些情況下，可能會出現(xiàn)氨氮降解產(chǎn)生的亞硝酸、硝酸鹽不能在缺氧部分內(nèi)反硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化成氮氣，，導(dǎo)致亞硝酸鹽和硝酸鹽累積的情況。亞硝酸根在濃度過細(xì)菌產(chǎn)生毒性抑制作用，因此要探索合適的反應(yīng)條件，盡量避免這種情況的發(fā)生
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X703

【引證文獻】

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1 田生;;環(huán)境成本控制路徑探析——基于微生物技術(shù)運用的視角[J];天津經(jīng)濟;2013年04期

本文編號：2649276