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利用序批式生物膜反应器实现厌氧氨氧化脱氮的研究

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目录

利用序批式生物膜反应器实现厌氧氨氧化脱氮的研究

ANEROBIC AMMONIUM OXIDATION IN A SEQUENCING BATCH BIOFILM REACTER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 本课题研究背景、目的和意义

1.2 厌氧氨氧化技术的研究现状

1.3 序批式生物膜反应器(SBBR)的研究现状

1.4厌氧氨氧化技术存在的主要问题

1.5 主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1实验装置及运行条件

2.2实验项目和测定的方法

2.3 微生物群落分析的方法

第3章 序批式生物膜反应器启动研究

3.1SBBR启动期脱氮效果比较分析

3.2SBBR反应器厌氧氨氧化现象

3.3序批式生物膜反应器(SBBR)种群组成和生态分布规律

3.4本章小结

第4章 序批式生物膜反应器运行调控的优化

4.1接种污泥选择及对反应器运行影响分析

4.2 HRT调控对反应器运行效果的影响

4.3底物浓度及其他运行因素的影响

4.4本章小结

第五章 序批式生物膜反应器的优势分析

5.1SBBR和SBR脱氮效果对比及其主要原因

5.2SBBR的主要优势

结 论

参考文献.

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

《学位论文出版授权书》

致 谢

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摘要

厌氧氨氧化是环境领域中脱氮工艺的一个革命性发现,被认为是处理低碳氮比废水的经济、高效的方法。本试验是利用两套序批式生物膜反应器(SBBR)富集培养厌氧氨氧化菌,对其启动和最佳条件进行探索研究。利用分子生物学的方法如 T-RFLP、共聚焦激光显微镜、SEM等对群落结构的变化进行测定分析。主要的实验结果如下:
  (1)序批式生物膜反应器在启动阶段可以划分为三个时期:脱氮不稳定期,脱氮过渡期和高效脱氮期。高效脱氮期总氮的去除率可以达到80%以上。经过90天启动期,开始出现明显的厌氧氨氧化现象,反应器内污泥呈现明显的红色,通过特异性 PCR检测,发现厌氧氨氧化菌的存在。通过扫描电镜观察,可以观察到视野内有大量球状细菌,符合厌氧氨氧化菌的特征。
  (2)采用不同的接种污泥接种两套相同形式的序批式生物膜反应器。SBBR1采用前期富集厌氧氨氧化菌的种泥,52天后加入厌氧氨氧化氨氧化中试污泥。SBBR2采用放置 UAFB一年后的厌氧泥,20天后加入厌氧氨氧化中泥,后期反应器内的优势菌也不相同,SBBR1内优势菌群为 Candidatus Jettenia asiatica,SBBR2优势菌群为 Anammoxoglobus propionicus。
  (3)逐渐缩短 HRT,有利于提高氮的负荷和筛选厌氧氨氧化菌。在 HRT为72小时时,总氮的负荷为0.02kg-N/m3d,逐步缩短 HRT到6小时,最高氮的负荷达到1.57 kg-N/m3d。同时,厌氧氨氧化菌的最大相对含量达到48.6%。
  (4)提高氨氮和亚硝酸盐氮的摩尔比,有利于提高氨氮的去除率,从而提高了总氮去除能力。当氨氮和亚硝酸盐氮的摩尔比从1:1提高到1:1.2时,氨氮的去除率提高了17%。相当于总氮去除能力提高了0.206kg-N/m3d。
  (5)和 SBR相比 SBBR在富集厌氧氨氧化菌方面,表现出较大的优势。主要原因是无机絮体形成的屏障,产生的氮气对厌氧氨氧化菌的连续曝气作用,使溶解氧很难进入反应器,使 SBBR具有良好的抗氧气的冲击能力。

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