do浓度对全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效能的影响研究

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1、硕士学位论文DO浓度对全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效能的影响研究STUDYONTHEIMPACTOFDOCONCENTRATIONONTHEDENITRIFICATIONEFFECTOFCOMPLETELYAUTOTROPHICNITROGENREMOVALGRANULARSLUDGE窦元哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：X703学校代码：10213国际图书分类号：614密级：公开工学硕士学位论文DO浓度对全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效能的影响研究硕士研究生：窦元导师：高大文教授申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所

2、在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X703U.D.C:614DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEIMPACTOFDOCONCENTRATIONONTHEDENITRIFICATIONEFFECTOFCOMPLETELYAUTOTROPHICNITROGENREMOVALGRANULARSLUDGECandidate：YuanDouSupervisor：Prof.Da-wenGao

3、AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EnvironmentSci.&EngAffiliation：SchoolofMuni.&Env.EngDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要全程自养脱氮工艺作为一种低能耗、可持续的新兴生物脱氮工艺，在废水脱氮领域具有广阔的应用前景。本课题针对当前我国水体富营

4、养化严重和传统生物脱氮技术运行成本高等问题，在成功培养出全程自养脱氮颗粒污泥的基础上，系统研究了溶解氧（DO）对全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效能的影响，并采用分子生物技术分析了不同DO浓度下全程自养脱氮颗粒污泥内部的微生物变化，进而提出全程自养脱氮颗粒污泥稳定、高效的处理含氮废水的溶解氧控制策略，为实际含氮废水处理提供理论依据和技术支持。在微氧曝气条件下，以DO为单一变量，采取逐级升高DO浓度的策略，结合不同DO阶段全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效果、自养脱氮效能两方面的变化，对比分析DO浓度对全程自养脱氮颗粒污泥脱氮效能的影响，

5、并深入探究保持其脱氮效能稳定的最适DO调控范围。研究结果表明，在微氧条件下，保证适宜的水力停留时间（HRT）、DO和pH，有利于在颗粒污泥内部建立氨氧化菌（AOB）、厌氧氨氧化菌（ANAMMOX菌）的共生体系，试验历时58d成功培养出全程自养脱氮颗粒污泥。同时，DO浓度对全程自养脱氮颗粒污泥的脱氮效果及脱氮效能均有显著影响，DO浓度为0.1-0.2mg/L时，脱氮效能最佳，其对氨氮和总氮的平均去除率分别为90.6%和72.3%，平均总氮去除负荷为1.216kg·N/(m3·d)，脱氮反应中△TN/△NH+4和△NO-+3

6、/△NH4的平均比值分别为0.85和0.12，与自养脱氮理论关系（0.86和0.11）基本吻合。此外，结合不同DO浓度下全程自养脱氮颗粒污泥内部的微生物变化情况，在微观尺度上分析了AOB和ANAMMOX菌在颗粒污泥内部的分布规律。SEM结果表明，颗粒污泥粒径大小在0.9~1.0mm之间，形状规则，表面光滑，颗粒污泥内部微生物排列十分致密，主要以球状及短杆状菌聚合而成；FISH结果证明，颗粒污泥内部微生物主要以此两种菌为主，其中，AOB密集排布于颗粒污泥外层区域，ANAMMOX菌则集中分布于颗粒污泥内层，亚硝酸盐氧化菌（N

7、OB）数量极少。关键词：厌氧氨氧化；全程自养脱氮；颗粒污泥；生物脱氮；含氮废水处理-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsalowenergyconsumed,sustainableandnoveldenitrificationprocess,completelyautotrophicnitrogenovernitriteprocessexhibitswideapplicationprospectinnitrigonremovalareaofwastewater.Nowadays,theeutrophic

8、ationsituationofwaterhasbecomemoreandmoreseverely.Inthisstudy,basedonthesuccessfulcultivationofcompletelyautotrophicnitrogenremovalgranulesludge,theinflucenceo