基于好氧污泥颗粒化的深度脱氮工艺研发

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1、基于好氧污泥颗粒化的深度脱氮工艺研发(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：郗皓指导教师：王凯军教授二〇一五年六月DevelopmentofAdvancedNitrogenRemovalTechnologybasedonAerobicGranularSludgeDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceIn

2、EnvironmentalScienceandEngineeringbyXiHaoDissertationSupervisor:ProfessorWangKaijunJune,2015摘要摘要为满足不断提高的城镇污水总氮排放标准，建设集约型水处理设施。本文以好氧污泥颗粒化为核心，分别研究传统模式及厌氧好氧交替模式下絮状污泥的颗粒化进程，及好氧颗粒污泥的脱氮机理。针对实际生活污水特征，分别采用SBR工艺和水解酸化+SBR耦合工艺培养好氧颗粒污泥，并分析其除碳脱氮能力变化。主要研究结果如下：（1）采用SBR反应器，

3、以乙酸钠为碳源，培养模式分别为传统的快速进水直接曝气模式、厌氧慢速推流进水后曝气模式及厌氧搅拌进水后曝气模式。其中厌氧推流进水模式培养出结构紧凑、表面光滑的好氧颗粒污泥，反应器内污泥浓度约为12.0g/L，平均粒径2.0-3.0mm，TN去除率达到96%，并能维持长期稳定运行。（2）好氧颗粒污泥生物脱氮建立在同步硝化反硝化机理上，由于颗粒污泥粒径较大，氧气和基质在颗粒中的传质受限，在颗粒内部会形成表面好氧、内部缺氧结构。曝气强度为1.0L/min，反应器内溶解氧为2.5mg/L时，好氧颗粒污泥硝化反硝化速率相当

4、，出水TN小于3mg/L。SEM显示颗粒污泥内部微生物呈现明显分层聚集情况，外层为缠绕紧密的短杆菌，内部则主要是球菌。在碾碎好氧颗粒污泥破坏其分层结构后，出水TN升高至10mg/L。（3）直接利用实际生物污水培养好氧颗粒污泥难度较大，经过70d的培养没有在反应器观察到颗粒污泥形成，TN去除率约为70%。通过前置水解酸化对原污水进行预处理后，再用厌氧推流进水模式培养培养好氧颗粒污泥，能够加速絮状污泥颗粒化。经70d培养反应器中出现粒径约为200-300um的颗粒污泥雏形，虽然絮状污泥仍占主导地位，但出水TN浓度下

5、降至10mg/L以下，TN去除率达到80%。（4）直接利用成熟好氧颗粒污泥处理实际废水，反应器能够维持稳定运行，且出水水质较好，出水COD小于25mg/L，出水TN约5mg/L。关键词：好氧颗粒污泥、同步硝化反硝化、水解酸化、深度脱氮IAbstractAbstractInordertogethighqualityeffluentofmunicipalwastewatertreatmentandreducethespaceofWWTP,thisstudychooseaerobicgranularsludgeasc

6、oretechnology.Inthisresearch,differentcultivationmodeofgranulationprocesswerestudiedtogetstablegranularsludgerapidlyandefficiently.TheinfluenceofDOandgranularstructurewerestudiedinthenitrogenremovalprocessofaerobicgranularsludge.SBRandHUSB（HydrolysisUp-flowS

7、ludgeBed）+SBRsystemwereusedtocultivateaerobicgranularsludgebymunicipalwastewater.Themainconclusionswereasfollow:(1)Anaerobicplugflowmode,traditionalmodeandanaerobicmixmodewereusedinthegranulationprocess.Theaerobicgranularsludgegotunderanaerobicplugflowmodeha

8、dcompactstructureandsmoothsurface.TheMLSSis12.0g/L,averageparticlesizeis2.0-3.0mm,andTNremovalrateis96%.(2)Thenitrogenremoveprocessinaerobicgranularsludgesystemisbuiltonthesimultaneousnitrificat