活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动与稳定性研究

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1、分类号:X703.110710-2013229053专业硕士学位论文活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动与稳定性研究冯继贵导师姓名职称张小玲副教授专业学位类别申请学位级别硕士及领域名称环境工程论文提交日期2015年4月6日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学StudyonstartupandstabilityofCompletelyAutotrophicNitrogenRemovalOverNitrite(CANON)progressinSBRADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：

2、FengJiguiSupervisor：AssociateProf.ZhangXiaolingChang’anUniversity,Xi’an,China`论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表

3、、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日摘要对于传统污水生物脱氮工艺来说，当污水中C/N比较低时反硝化脱氮过程受到影响，而一些新型自养脱氮工艺的发现、发展则克服了这一缺点。其中单级自养脱氮工艺(CANON)不仅能够处理低C/N比的污水，而且还具有占地少，工艺简单、经济、节能环保等优点，因此该工艺备受国内外学者关注。本研究采用人工配制模拟废水，研究了活性污泥法启动单级自养脱氮工艺的启动，并探讨了濒临

4、崩溃的单级自养脱氮工艺的恢复方法，研究了曝停比对单级自养脱氮工艺脱氮性能的影响，并设计正交实验探索单级自养脱氮的最佳脱氮条件，测定了单级自养脱氮系统内的好氧氨氧化菌（AmmoniumOxidationBacteria，AOB）、厌氧氨氧化菌（AnaerobicAmmoniaOxidationBacteria，AAOB）、亚硝酸盐氧化菌（NitriteOxidizingBacteria，NOB）的活性。采用序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor,SBR），以普通好氧活性污泥为接种污泥，研究了活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及脱氮性能。

5、结果表明，SBR系统在实现稳定的短程硝化过程后，接种少量的具有单级自养脱氮功能的生物膜，经过113d成功启动了活性污泥自养脱氮系统，TN平均去除率和容积负荷分别为85.52%和30.28KgN/(m﹒d)，提高负荷后，TN平均去除率和容积负荷分别达到83.07%和30.422KgN/(m﹒d)。向SBR反应器内投加少量（约0.15g）具有单级自养脱单功能的生物膜污泥可大大加速SBR活性污泥法单级自养脱氮的启动。此外在单级自养脱氮工艺启动的过程中，反应器内形成了部分颗粒污泥。采用扫描电镜(SEM)观察发现系统中存在大量椭球形菌和球形菌，几乎未检测到长杆菌和螺

6、旋状细菌。在单级自养脱氮运行过程中，由于过量曝气，导致的出水硝态氮浓度过高，系统脱氮性能严重下降，通过采取控制曝气量与游离氨（FreeAmmonia,FA）浓度的方法成功恢复了单级自养脱氮系统的活性。研究结果表明，由于提高负荷后，曝气过量导致的系统出水硝态氮升高的单级自养脱氮系统，可通过先大幅度提高进水氨氮浓度，然后降低曝气量的方法进行恢复。本研究将进水氨氮从400mg/L提高到700mg/L，当出水硝态-+氮浓度变化不大时降低曝气量。以NO3产量与NH4去除量比值为指标，经过15d，系-+统NO3产量与NH4去除量比值就达到较优水平，经过22d系统便恢复

7、成功。去除负荷33为0.463KgN/(m﹒d)，高于之前的0.355KgN/(m﹒d)。通过比较间歇曝气和连续曝气两种曝气方式下单级自养脱氮系统的性能，探索既经i济又有利于SBR活性污泥法单级自养脱氮的曝气方式。在间歇曝气方式下又采用0.5h:1h、1h:h和1h:1h三种曝停比，结果表明，间歇曝气更有利于单级自养脱氮的稳定。3曝停比为1:1的条件下氮去除负荷最高，为0.470KgN/(m·d)。+基于正交试验考察了溶解氧（DO），初始NH4-N浓度、pH及温度（T）对SBR单级自养脱氮系统的影响，方差分析结果表明在给定显著性水平α=0.1下，实验选定的

8、+NH4-N(100～300mgN/L)、T(25-38℃)、pH