鸟粪石结晶联用膜曝气生物膜反应器处理牛粪厌氧发酵液.pdf

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1、硕士学位论文鸟粪石结晶联用膜曝气生物膜反应器处理牛粪厌氧发酵液TREATMENTOFANAEROBICALLYDIGESTEDCATTLEMANUREWASTEWATERWITHCOMBINATIONOFSTRUVITECRYSTALLIZATIONANDMEMBRANEAERATEDBIOFILMREACTOR张晗哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工程硕士学位论文鸟粪石结晶联用膜曝气生物膜反应器处理牛粪厌氧发酵液硕士研究生：张晗导师：李圭白教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018

2、年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringTREATMENTOFANAEROBICALLYDIGESTEDCATTLEMANUREWASTEWATERWITHCOMBINATIONOFSTRUVITECRYSTALLIZATIONANDMEMBRANEAERATEDBIOFILMREACTORCandidate：ZhangHanSupervisor：Prof.LiGuibaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEn

3、gineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要膜曝气生物膜反应器（MABR）是一种新兴的处理高浓度有机污废水的生物膜技术，但由于污泥龄无限长导致该技术在除磷方面尤显不足。鸟粪石结晶技术作为一种化学结晶方法可以回收污水中的磷元素来弥补MABR本身的缺陷。本研究重点考察单独运行的膜曝气生物反应器（MABR）和鸟粪石结晶强化除磷联用膜曝气

4、生物膜反应器（MAP-MABR）两者之间在不同运行参数条件下对牛粪厌氧发酵液中污染物的去除效能及生物群落的异同。通过对常规污水指标检测与生物群落构成的表征，揭示二者在高氨氮，COD以及磷酸盐负荷下污染物去除规律及生物群落的演替规律。为MABR反应器的广泛应用夯实基础。在鸟粪石结晶部分，利用MgCl2·6H2O为沉淀剂，NaOH为碱度调节剂对ADCMW中氮磷回收以及鸟粪石纯度进行优化。结果表明，在pH为8.0，Mg/P摩尔比为1.8时，磷酸盐有83%的去除，XRD显示此时鸟粪石的纯度最高。随着pH的逐渐增大，磷酸盐的回收可以达到97%以上，但沉淀物中出现CaCO3以及Ca3(PO4)2等杂质。

5、而在Mg/P摩尔比方面，较低的比率会增加含钙沉淀物的出现，而更高的比率时会造成镁盐的浪费。考虑到磷酸盐的回收、鸟粪石的纯度、后期出水碱度是否适宜生物生长以及经济预算，确定pH为8.0，Mg/P摩尔比为1.8为前期鸟粪石强化处理回收营养物质的最佳参数。实验结果表明，在水力停留时间24h，曝气压力从0.01MP上升到0.04MP，循环流速从50r/min上升到180r/min的过程中，MABR反应器COD、TOC去除效果维持在80%以上，但氨氮，总氮的去除只能达到65%左右。浊度方面拥有良好的去除效果，可以达到85%以上。出水亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度几乎检测不到。而MAP-MABR的去除效果基本

6、都优于MABR反应器，氨氮、TOC、COD和总氮的去除效果都可以达到80%以上。硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的出水含量也几乎为零。浊度也有良好的改善，去除效果可达90%。磷酸盐去除率最高可以达到98%，出水磷酸盐含量只有1mg/L左右。由于生物量数量的庞大，种类的复杂的原因，在冲击试验中，两反应器皆保持良好的抗冲击能力，很快便恢复到原始的去除状态。整个运行周期内调节反应器内溶解氧的含量维持在0.5mg/L的状态，实现了对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘汰和氨氧化菌(AOB)的富集，从而实现了短程硝化反硝化（SND）。反应运行后期，在一个水力停留时间内，配置不含有机碳源的氨氮溶液对两反应器进行测试。发现硝

7、酸盐氮一直保持在10mg/L以下，而亚硝酸盐氮发生积累，可高达80mg/L，亚硝化率最高达到89%。并且一个水力停留时间后，总氮减少大约70mg/L，认为反应器内存在厌氧氨氧化（ANAMMOX）及反硝化除磷的I摘要过程。生物表征方面，MAP-MABR中出现大量的鳞壳虫，意味着BOD负荷较低，为ANAMMOX提供了环境基础。MABR反应器内出现藻类，这代表较高的磷酸盐含量促使了藻类的繁殖。污泥胞外聚合物测试分析