厌氧氨氧化—膜生物反应器污水脱氮技术研究

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1、厌氧氨氧化一膜生物反应器污水脱氮技术研究StudyontheprocessofbiologicaldenitrificationwithanAnammox-MBR刘丹大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：__________________________学校代号：10150UDC：___________密级:____________学号：硕士学位论文厌氧氨氧化一膜生物反应器污水脱氮技术研究StudyontheprocessofbiologicaldenitrificationwithanAnammox-MB

2、R。论文编号：______w介。________学科门类：_________________________专业名称：环境科学与工程研究方向：环境污染物治理与资源化申请学位级别：__________________________论文答辩日期：__________________________学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获

3、得大连交通大学或其他教育机构的学仿或证书研使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。曰期：y丨1：年乂月M曰大连交通大学学二沦丈迂亏授汶本学位论文作者完全了琴大连交:§大学亏〒务fe泛二反爻铎I、使用学位论文的规定，印：三三士=二兗（：又二知识产权单位属大连交通大学，本人保iiE毕A芩皎#，支表或雯=分女工作成杲时薯名单位仍然为大连交通大学:学校有权保I并勻国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档

4、，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中囯优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）曰期：#年月//曰曰期：片年/月外曰摘要摘要厌氧氨氧化工艺占地少、耗能低、成本低、产生氮气、对环境无二次污染，被认为是一种具有显著优势并且符合可持续发展的污水生物脱氮技术。但是厌氧氨氧化工艺存在菌种倍增时间过长、细胞的产率很低、易受基质性毒物及外界环境的干扰等弱点。

5、有鉴于此，本实验将厌氧氨氧化（Anammox）与膜分离技术联合，制作了一种厌氧氨氧化-膜生物反应器（Anammox-MBR），进行氨氮污水脱氮研究。通过控制水力停留时间、氮负荷等参数，考察膜分离厌氧氨氧化工艺的脱氮效率和基质性毒物的影响，找到厌氧氨氧化菌富集的适宜条件；通过粒径分析、血红素测定等手段研究反应器中的污泥和微生物特征，考察其富集情况；通过批式试验监测厌氧氨氧化过程的中间产物变化。厌氧氨氧化反应器的启动过程与运行性能的研究：(1)厌氧氨氧化-膜分离反应器启动过程分为活性迟滞期（5d）与活性恢复期（13d），处理效率达到50%以上

6、，是一种快速启动厌氧氨氧化工艺的方法。通过230d的实验得到适宜本反应器运行的工艺参数，pH值在7.8-8.0之间，温度在（30±1）℃，水力停留时间8h，曝氩气气量为0.15m3/h。(2)通过控制水力停留时间及进水基质浓度来调节反应器内氮负荷，分别为0.102kg/(m3·d)，0.15kg/(m3·d)，0.204kg/(m3·d)，0.30kg/(m3·d)，各阶段分别运行45d、45d、45d、52d。氮负荷为0.30kg/(m3·d)时，去除率可以达到82%。总氮去除率随着进水氮负荷增加而逐步提升，一定程度上显示出了本工艺在高

7、氨氮废水处理方面的优势。“低浓度高通量”运行模式的氮去除率比“高浓度低通量”运行模式的去除率高，证明“低浓度高通量”运行模式是一种厌氧氨氧化工艺的稳定且高效的运行模式。通过批式试验，考察厌氧氨氧化过程中基质氮的抑制浓度，得到Haldance模型中各参数，并确定中间产物随基质氮浓度的变化趋势。(1)氨氮半饱和常数为178.64mg/L；亚硝酸氮半饱和常数为49.52mg/L；氨氮抑制常数为957.61mg/L，亚硝酸氮的抑制常数为119.86mg/L；最大基质反应速率为0.082mg·mgMLSS-1h-1。在氮去除速率为0.237kgN·

8、m-3d-1时，Anammox细胞产率大约为0.085gVSS/gNH+4-N，比生长速率为0.0028/h，倍增时间10.29d。(2)随基质氮浓度的增加，厌氧氨氧化过程中的羟氨浓度一直维持