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SBR法好氧颗粒污泥脱氮过程中N_2O的产生研究

作　者: 曾巍
导　师: 高大文
学　校: 东北林业大学
专　业: 环境科学
关键词: N2O 好氧颗粒污泥短程硝化反硝化温度不同碳源
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自20世纪以来,随着工业发展与居民生活水平的提高,水体富营养化问题日渐成为研究热点。人们发现污水生物脱氮过程中不但会产生N2,还会产生N2O气体。N2O是一种能够大量吸收红外辐射的温室气体,它的温室效应是CO2的200-300倍,CH4的5-12倍,并且可以在大气中存留114年,N2O对全球的气候环境变化有重要影响。地球上人类和其他生物的活动是N20的主要产生源,微生物则是引起N2O产生的生物源。草原、森林、湿地及污水生物处理系统也会释放N2O,并且污水生物脱氮处理过程中N2O的产生过程十分复杂。目前研究发现硝化过程与反硝化过程均有N2O产生,N2O主要产生于好氧硝化阶段。人们对于硝化类型对脱氮过程中N2O的产生量影响已经进行了很深入的研究,但是对于具有脱氮功能的好氧颗粒污泥系统而言,有关降低温度和改变外加碳源对N2O生成量影响的研究并不多见。稳定的短程硝化反硝化好氧颗粒污泥系统是研究脱氮过程中生成的N2O气体的重要前提。因此本课题采用好氧/缺氧运行模式的SBR反应器,以模拟生活污水为处理对象,将絮状污泥驯化为好氧颗粒污泥,对好氧颗粒污泥脱氮系统各反应阶段的“三氮”浓度进行定期检测,确保短程硝化反硝化好氧颗粒污泥系统得以长期稳定运行。并且对好氧颗粒污泥系统的脱氮效能以及稳定性情况进行了研究。同时在好氧颗粒污泥系统稳定运行的基础上,研究将温度从31℃降低到25℃以及19℃后,体系中N2O以及溶解性N2O的产生情况。证明了降低体系温度能够使得好氧硝化阶段的N2O产生量随着温度的降低而减少。其中N2O释放量及污泥混合液中溶解性N2O含量的变化趋势相同。但是在缺氧反硝化阶段,温度的改变对N2O的产生量不会造成明显的影响,好氧阶段产物亚硝酸盐浓度的不同是引起反硝化阶段N2O产生量差异的主要原因。同时研究了在反硝化过程中向系统投加不同碳源对好氧颗粒污泥脱氮过程中N2O产生量的影响,研究表明向系统投加的作为外部碳源的甲醇与乙醇在充足的情况下,均能在好氧颗粒污泥反硝化过程中检测到有N2O生成,但是N2O生成量很小,可以忽略不计。说明投加不同的碳源对好氧颗粒污泥反硝化过程中N2O生成影响不大。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-19
  1.1 研究目的和意义  8
  1.2 污水生物脱氮理论与技术  8-13
    1.2.1 传统生物脱氮理论  8-10
    1.2.2 生物脱氮的新理论与新技术  10-13
  1.3 好氧颗粒污泥脱氮工艺  13-15
    1.3.1 好氧颗粒污泥的优点  13
    1.3.2 好氧颗粒污泥的形成机理  13-14
    1.3.3 好氧颗粒污泥颗粒化过程的影响因素  14-15
    1.3.4 好氧颗粒污泥的同步硝化反硝化  15
  1.4 污水生物脱氮过程中N_2O的产生问题  15-18
    1.4.1 N_2O的逸出机理  15-17
    1.4.2 影响污水生物脱氮过程中N_2O产生量的因素  17-18
  1.5 本课题的主要研究内容  18-19
2 实验材料与方法  19-23
  2.1 试验用水水质以及接种污泥  19
    2.1.1 试验用水水质  19
    2.1.2 接种污泥  19
  2.2 试验装置与仪器设备  19-21
    2.2.1 试验装置  19-21
    2.2.2 主要的仪器和设备  21
  2.3 试验分析项目与测定方法  21-23
    2.3.1 物化指标分析项目及方法  21
    2.3.2 N_2O检测方法  21-23
3 好氧颗粒污泥的稳定培养  23-32
  3.1 絮状活性污泥的颗粒化培养  23-28
    3.1.1 活性污泥的形态结构和物理性质  23-25
    3.1.2 活性污泥颗粒化过程中氨氮的去除  25-27
    3.1.3 活性污泥颗粒化过程中有机物的去除  27-28
  3.2 好氧颗粒污泥的稳定性研究  28-31
    3.2.1 有机物的去除  28-29
    3.2.2 氨氮的去除和转化  29-31
  3.3 本章小结  31-32
4 温度和碳源对颗粒污泥脱氮过程中N_2O产生量的影响  32-38
  4.1 温度的改变对N_2O产生量的影响  32-35
    4.1.1 不同温度对硝化过程中N_2O产生量的影响  32-33
    4.1.2 不同温度对反硝化过程中N_2O产生量的影响  33-35
  4.2 碳源的改变对脱氮过程中N_2O产生量的影响  35-37
    4.2.1 不同的碳源对气态N_2O产生量的影响  35-36
    4.2.2 不同的碳源对溶解态N_2O产生量的影响  36-37
  4.3 本章小结  37-38
结论  38-39
参考文献  39-42
攻读学位期间发表的学术论文  42-43
致谢  43-44

SBR法好氧颗粒污泥脱氮过程中N_2O的产生研究

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