sbbr单级自养脱氮工艺启动及其脱氮性能研究

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1、分类号:X703.1学号:2012129072硕士学位论文SBBR单级自养脱氮工艺启动及其脱氮性能研究邓杨帆导师姓名职称张小玲副教授申请学位级别硕士学科专业名称环境工程论文提交日期2015.04.06论文答辩日期2015.06.09学位授予单位长安大学Thestart-upandperformanceofcompletelyautotrophicnitrogenremovalovernitriteADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Den

2、gYangfanSupervisor：A.P.ZhangXiaolingChang‘anUniversity,Xi‘an,China摘要相对于传统的硝化反硝化工艺，单级自养脱氮工艺能节约100%有机物，节省60%供氧量，同时其污泥产量仅为传统脱氮工艺污泥产量的10%，因此单级自养脱氮工艺是低能耗的生物脱氮工艺，这将大幅度降低C/N比废水的处理成本，例如，垃圾渗滤液，养殖废水，污泥消化液和焦化废水等。然而由于厌氧氨氧化菌的低生长速率以及低产率，单级自养脱氮工艺通常需要经过长时间的启动过程，所以该工艺的推广应

3、用受到了限制。本论文以普通活性污泥为接种污泥，在序批式生物膜反应器内研究了单级自养脱氮工艺的快速启动，优化了单级自养脱氮工艺的启动过程，有效地缩短了单级自养脱氮工艺的启动时间，利用PCR-DGGE技术鉴定了单级自养脱氮系统内的优势菌群，研究了曝气量对单级自养脱氮系统脱氮效率的影响。主要结论如下：（1）以普通活性污泥为接种污泥，在SBBR内在连续供氧的情况下首先实现部分短程硝化，然后再以间歇供氧的方式启动厌氧氨氧化的启动策略可在50d之内成功启动单级3自养脱氮工艺。成功启反应器后，氨氮容积去除负荷达到0.1

4、7kgN/(m·d)，氨氮的平均去除率为98.68%，总氮的平均去除率达到80.87%。（2）单级自养脱氮工艺的启动，长期稳定的部分亚硝化阶段不是必须的，减少部分亚硝化阶段可以有效缩短单级自养脱氮工艺的启动时间。本实验中，当亚硝酸盐积累率达到63%，氨氮去除率达到84%时，立即将供氧方式由连续曝气改为停曝比为2:2的间歇曝气，间歇曝气避免了亚硝酸盐浓度的升高，防止了高浓度亚硝酸盐对AnAOB的抑制作用，并使得厌氧氨氧化菌的富集与亚硝酸盐氧化菌的淘汰同时进行，有利于反应器的快速启动。（3）在单级自养脱氮系统

5、内，优势菌为浮霉菌门下的CandidatusBrocadia和β-变形菌纲的下Nitrosomonas。（4）曝气量由48L/h增至88L/h过程中，单级自养脱氮系统运行稳定，氨氮的去除速率随之升高，总氮的平均去除负荷由0.29kgN/(m³·d)提高至0.57kg-N/(m³·d)，亚硝化反应是脱氮过程的限速步骤。关键词：单级自养脱氮，部分亚硝化，厌氧氨氧化，PCR-DGGEIAbstractComparedwithconventionalnitrification/denitrificationpro

6、cesses,CANON（completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite）processconsumes60%lessoxygenand100%lessorganiccarbon，producesabout90%lesssludge.Therefore,CANONprocessisacost-effectivenitrogenremovalmethod,especiallyintreatmentoflowC/Nwastewatersuchasdigester

7、supernatant,landfillleachate,swinewastewaterandcokingwastewater.Nevertheless,acurrentrestrictiononthewidespreadapplicationoftheCANONprocessisthelongstart-upperiodduetothelowgrowthrateandbiomassyieldofAnAOB(Anaerobicammoniumoxidizingbacteria).Inthisstudy,a

8、lab-scalesequencingbiofilmbatchreactor(SBBR)wasappliedforthefaststart-upof(CANON)processfromactivatedsludgeinoculum.Thelongstart-upperiodoftheCANONprocesswasshortenedwiththeoptimizationofstart-upstrategy,andPCR-DGGE