【摘要】：好氧顆粒污泥(AGS)具有眾多優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是未來極具發(fā)展前景的廢水生物處理技術(shù)。然而,AGS脆弱的穩(wěn)定性及單一的反應(yīng)器形式(幾乎都是SBR運(yùn)行模式)極大地限制了該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,導(dǎo)致AGS技術(shù)至今未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工程化應(yīng)用。本研究在AGS快速培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,分別在SBR及連續(xù)流反應(yīng)器中研究了AGS對實(shí)際廢水的處理效果及穩(wěn)定性維持,研究內(nèi)容及主要結(jié)果如下：(1)AGS的快速培養(yǎng)。利用選擇壓法、厭氧生物選擇器及培養(yǎng)過程中接種部分(25%,w/w)成熟AGS的培養(yǎng)策略,18 d內(nèi)在中試規(guī)模的SBR中成功實(shí)現(xiàn)好氧顆�；�。該培養(yǎng)模式可有效避免接種的AGS出現(xiàn)先解體再重新顆�；^程,并可直接作為新生顆粒的晶核及載體,從而大大縮短好氧顆�；璧臅r(shí)間。通過預(yù)接種部分成熟AGS (30%, w/w)并維持較高的水力選擇壓,18 d內(nèi)在兩柱型循環(huán)式AGS反應(yīng)器中成功實(shí)現(xiàn)好氧顆粒化。通過控制擋板插深、HRT及曝氣量,循環(huán)式AGS反應(yīng)器獨(dú)特的三相分離器設(shè)計(jì)可創(chuàng)造不同的水力選擇壓,可時(shí)刻對不同性狀的污泥(粒徑、沉速等)進(jìn)行篩選與淘汰。另外,接種的部分成熟AGS可充當(dāng)新生顆粒的載體和晶核,因而可在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)好氧顆�；ｋm然預(yù)接種的顆粒污泥經(jīng)歷了先解體后重新顆�；倪^程,但小顆粒更容易適應(yīng)連續(xù)流環(huán)境,從微觀結(jié)構(gòu)可發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)成功的顆粒內(nèi)部由錯綜復(fù)雜并相互纏繞的微生物群落組成,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)充當(dāng)了顆粒骨架的作用,亦加速了AGS的形成。(2)SBR中AGS處理實(shí)際廢水的應(yīng)用研究。通過逐步提高進(jìn)水中污泥深度脫水濾液(MSDDF)的比例(0～100%),84 d后成功在小試SBR中馴化出穩(wěn)定并具有良好硝化反硝化性能的AGS。馴化中期硝態(tài)氮出現(xiàn)嚴(yán)重積累(10.62～28.28 mg/L)、導(dǎo)致TN去除率不斷下降,隨后通過投加固體乙酸鈉以提升AGS的反硝化性能。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)乙酸鈉的投加量由2g增至6g時(shí)(對應(yīng)的COD為152～456 mg/L), TN的去除率由82.52%增大至97.19%,從而在單級生物反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物高效去除及同步脫氮除磷。通過逐步提高進(jìn)水中溶劑回收殘液的進(jìn)料量(0～10.84 L),48 d后在中試SBR中馴化出具有良好除碳性能的AGS, COD的去除率保持在95%以上。雖然馴化過程中C/N比不斷增大,但馴化過程中AGS較好的維持了其結(jié)構(gòu),沒有觀察到明顯的解體現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明,AGS在低C/N比及高C/N比實(shí)際廢水下均可維持其穩(wěn)定性,并對污染物具有良好的去除效果。(3)雙柱型循環(huán)式AGS反應(yīng)器的容積負(fù)荷(OLR)耐受力研究。通過逐步提高OLR,發(fā)現(xiàn)循環(huán)式AGS反應(yīng)器能在OLR≤15 kg/m3·d下穩(wěn)定運(yùn)行,并對污染物具有較好的去除效果。然而,當(dāng)OLR增大至18 kg/m3·d后,AGS逐漸解體,各項(xiàng)理化特性在10d內(nèi)迅速惡化、污染物去除率大幅下降,最終導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。隨著OLR的增大,循環(huán)式AGS反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的COD濃度差,不僅提高了傳質(zhì)推動力,亦有效抑制了絲狀菌的過度生長。然而,AGS的粒徑的增大導(dǎo)致其內(nèi)部逐漸形成以大量死細(xì)菌為主的厭氧內(nèi)核。它的形成導(dǎo)致顆粒強(qiáng)度下降、內(nèi)部微生物凝聚力下降,最終導(dǎo)致顆粒的解體及系統(tǒng)的崩潰。(4)三柱型循環(huán)式AGS反應(yīng)器處理MSDDF的應(yīng)用研究。通過逐步提高進(jìn)水中MSDDF的比例(0～100%),72 d后在三柱型循環(huán)式AGS反應(yīng)器內(nèi)成功馴化出具有優(yōu)異硝化性能的AGS,對氨氮的去除率由75.13%上升至99.59%,并表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。雖然馴化過程中使用了三個(gè)不同調(diào)理配方的MSDDF,但AGS始終保持著完整的結(jié)構(gòu),表明AGS具有良好的抗水質(zhì)突變能力。由于硝化細(xì)菌的比生長速率遠(yuǎn)小于異養(yǎng)菌,因此,硝化細(xì)菌的富集導(dǎo)致污泥總的比生長速率的減小,從而更容易維持顆�；c解體的動態(tài)平衡。這也表明通過富集慢速生長的硝化細(xì)菌同樣適用于連續(xù)流中AGS的穩(wěn)定性維持。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱靈峰;何衛(wèi)衛(wèi);張杰;;好氧顆粒污泥的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];環(huán)境污染與防治;2008年05期

2 王品;;好氧顆粒污泥處理實(shí)際污水的研究[J];中國水運(yùn)(下半月);2010年05期

3 桂永馨;姚嘉;;好氧顆粒污泥研究進(jìn)展[J];廣東化工;2012年06期

4 王瑛;孟愛;張瀚月;張磊;;反應(yīng)器類型對好氧顆粒污泥形成與運(yùn)行穩(wěn)定性的影響試驗(yàn)分析[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

5 藍(lán)惠霞,陳中豪,陳元彩;影響好氧顆粒污泥形成和性能的因素分析[J];環(huán)境保護(hù);2004年05期

6 崔成武,紀(jì)樹蘭,任海燕,吳之麗;好氧顆粒污泥形成的影響因素及應(yīng)用[J];中國給水排水;2005年10期

7 王海磊,魏麗莉,李宗義;好氧顆粒污泥的形成過程、形成機(jī)理及相關(guān)研究[J];環(huán)境污染與防治;2005年07期

8 王芳;楊鳳林;張興文;張捍民;劉毅慧;周軍;;好氧顆粒污泥穩(wěn)定性影響因素分析[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2006年01期

9 李玉瑛;李冰;鄭西來;;好氧顆粒污泥的研究現(xiàn)狀[J];工業(yè)水處理;2006年01期

10 王艷靜;李亞新;;好氧顆粒污泥的研究[J];科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì);2006年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳光;張穎;郝延強(qiáng);;好氧顆粒污泥培養(yǎng)的影響因素及其應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第八屆水處理化學(xué)大會暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

2 王志平;劉莉莉;蔡偉民;;不同底物條件下好氧顆粒污泥的培養(yǎng)[A];第二屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集[C];2004年

3 蔡偉民;;好氧顆粒污泥處理系統(tǒng)[A];第二屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集[C];2004年

4 張麗麗;黃玉峰;方亮;蔡偉民;;鈰離子在好氧顆粒污泥上吸附行為的研究[A];第二屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集[C];2004年

5 劉曉云;王琳;林躍枚;譚金山;范瑞青;;好氧顆粒污泥胞外多糖的細(xì)胞化學(xué)定位研究[A];2006年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2006年

6 岳欽艷;張棟華;王曙光;李久義;高寶玉;;好氧顆粒污泥形成因素分析[A];中國化學(xué)會第八屆水處理化學(xué)大會暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

7 朱亮;徐向陽;羅偉國;田志娟;張妮妮;;高效降解苯胺好氧顆粒污泥的形成及動力學(xué)研究[A];第十次全國環(huán)境微生物學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2007年

8 王玉蘭;于水利;汪皓東;;好氧顆粒污泥/膜工藝同步脫氮除有機(jī)物特性研究[A];2010年膜法市政水處理技術(shù)研討會論文集[C];2010年

9 姚婧婧;李慧;李彥鵬;;SBR反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥的流體動力學(xué)特性研究[A];2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會浦華環(huán)保優(yōu)秀論文集[C];2013年

10 高景峰;陳冉妮;蘇凱;張倩;;好氧顆粒污泥同時(shí)脫氮除磷的常溫啟動和低溫維持[A];中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第二卷）[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙霞;好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理含PPCPs污水的效能及微生物群落演替[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 龍焙;SBR及連續(xù)流反應(yīng)器中好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 倪丙杰;好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程、作用機(jī)制及數(shù)學(xué)模擬[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

4 林躍梅;好氧顆粒污泥中細(xì)菌藻酸鹽的研究[D];中國海洋大學(xué);2007年

5 王玉蘭;好氧顆粒污泥—膜組合工藝低溫條件下脫氮除磷效能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 王玉蘭;好氧顆粒污泥-膜組合工藝低溫條件下脫氮除磷效能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 馬登月;好氧顆粒污泥對兩種典型染料處理作用的機(jī)制研究[D];山東大學(xué);2014年

8 阮文權(quán);好氧顆粒污泥同步硝化反硝化過程研究[D];江南大學(xué);2004年

9 周軍;兩種類型反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥性能研究[D];大連理工大學(xué);2007年

10 藍(lán)惠霞;微好氧顆粒污泥同時(shí)好氧—厭氧降解廢水中五氯酚（PCP）的研究[D];華南理工大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 何理;基于畜禽養(yǎng)殖廢水處理的好氧顆粒污泥系統(tǒng)啟動與穩(wěn)定運(yùn)行研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 郭安;常溫與低溫好氧顆粒污泥培養(yǎng)及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 劉浩;好氧顆粒污泥的快速啟動及其對高氨氮化肥工業(yè)廢水處理的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

4 常笑麗;好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)及其處理高含鹽廢水的試驗(yàn)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

5 代雅潔;好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性研究應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2015年

6 魏圳遠(yuǎn);好氧顆粒污泥顆粒化過程及脫氮除磷特性研究[D];東北大學(xué);2014年

7 劉玉;好氧顆粒污泥技術(shù)處理高氨氮廢水研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

8 姚力;連續(xù)流好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)及其除污性能[D];成都信息工程學(xué)院;2014年

9 袁瑞;好氧顆粒污泥對殺蟲劑噻蟲嗪的響應(yīng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

10 張易培;基于ANSYS的好氧顆粒污泥微觀力學(xué)分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2731415