生物化学法协同处理城市污水试验研究

【摘要】：随着经济的发展,水中氮磷含量不断增多,水体富营养化问题日益突出。我国制定《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定一级A标准总磷含量应少于0. 5mg/L,而我国大多数传统污水处理厂难以达到这个排放标准。因此,化学强化除磷的研究势在必行。本文采用生物化学法协同处理城市污水,选用四种不同的化学药剂,分别是氯化铁FeCl_3、聚合硫酸铁PFS、硫酸铝Al_2(SO_4)_3及聚合硫酸铝PAS,测定不同混凝剂与生物协同除磷效果,并探索各种混凝剂在生化反应器中最佳运行工况,考察混凝剂对生物脱氮及有机物去除的影响。并利用分子生物学技术,研究反应器内微生物种群数量变化情况。本试验后期使用一体化连续流生物装置进行投药试验。研究结果表明: (1)FeCl_3、Al_2(SO_4)_3及PAS三种混凝剂与生物具有协同除磷作用,PFS与生物不具有协同除磷作用。 (2)生化反应器内FeCl_3、Al_2(SO_4)_3和PAS三种混凝剂均具有促进生物脱氮作用,而PFS抑制生物脱氮。四种混凝剂均有助于有机物的去除。 (3)比较不同反应器内SVI值大小:聚合硫酸铝PAS 聚合硫酸铁PFS FeCl_3 Al_2(SO_4)_3 生物反应器。投加PAS的生化反应器内污泥凝聚及沉降性能最佳。 (4)投加PFS的生化反应器内的污泥产量是普通曝气法污泥产量3 ~ 4. 5倍,投加FeCl_3、Al_2(SO_4)_3及PAS三种混凝剂的污泥产量与曝气法污泥产量相比,差别不大。 (5)生化反应器的脱氮除磷效果与pH、温度具有明显相关性。 (6)连续流生物反应器内投加混凝剂PAS后,总磷去除率明显提高,总磷出水达到一级A标准,总氮去除率有所提高。同时,混凝剂的投加有助于系统内有机物的去除。 (7)通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,投加四种混凝剂的反应器内以及生物反应器内的微生物种群数量均少于接种污泥内微生物种群数量。投加四种混凝剂的反应器以及生物反应器内微生物种群数量均各不相同,各种反应器内形成各自优势种群。 【关键词】：生物化学法 脱氮除磷 混凝剂 变性梯度凝胶电泳
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-36
• 1.1 课题研究背景16-18
• 1.1.1 含磷污水来源及特征16-17
• 1.1.2 污水除磷技术17-18
• 1.2 传统生物脱氮除磷工艺的现状及存在的问题18-23
• 1.2.1 传统生物脱氮除磷工艺的现状18-22
• 1.2.2 传统生物脱氮除磷工艺存在的问题22-23
• 1.3 化学除磷研究现状及存在的问题23-29
• 1.3.1 化学除磷工艺技术及应用23-28
• 1.3.2 化学除磷特点28-29
• 1.3.3 化学除磷工艺存在的问题29
• 1.4 生物化学法脱氮除磷处理技术的应用背景与发展29-33
• 1.4.1 生物化学法处理技术特点29-30
• 1.4.2 生物化学法处理技术国内外研究及应用进展30-33
• 1.5 课题研究的目的、内容及技术路线33-36
• 1.5.1 课题研究的目的33-34
• 1.5.2 课题研究的内容34-35
• 1.5.3 课题研究的技术路线35-36
• 第二章 试验材料与方法36-39
• 2.1 试验用水及水质36
• 2.2 化学混凝剂36
• 2.3 试验设备36-37
• 2.4 分析项目与检测方法37-39
• 2.4.1 水质分析项目及方法37-38
• 2.4.2 水中以及污泥中重金属含量分析方法38-39
• 第三章 化学及生物化学除磷试验研究39-54
• 3.1 化学除磷试验研究39-41
• 3.1.1 试验设备与运行39
• 3.1.2 氯化铁FeCl_3除磷研究39-40
• 3.1.3 聚合硫酸铁PFS除磷研究40
• 3.1.4 硫酸铝Al_2(SO_4)_3除磷研究40-41
• 3.1.5 聚合硫酸铝PAS除磷研究41
• 3.2 生物化学除磷试验研究41-51
• 3.2.1 污泥的培养与驯化41-43
• 3.2.2 试验设备与运行43-44
• 3.2.3 投加混凝剂除磷试验研究及投药量确定44-47
• 3.2.4 生化反应器脱氮效果比较47-50
• 3.2.5 生化反应器内有机物去除效果比较50-51
• 3.3 生化反应器内污泥沉降性能比较及污泥量计算51-52
• 3.3.1 污泥沉降性能比较51
• 3.3.2 反应器内污泥量计算51-52
• 3.4 反应器内重金属含量研究52-54
• 3.4.1 试验条件52
• 3.4.2 试验结果与讨论52-54
• 3.5 本章小结54
• 第四章 生物化学法试验影响因素研究54-70
• 4.1 试验设备与运行55
• 4.2 pH影响因素研究55-62
• 4.2.1 试验条件55-56
• 4.2.2 pH对生物反应器运行系统的影响56-57
• 4.2.3 pH对投加氯化铁FeCl_3运行系统的影响57-58
• 4.2.4 pH对投加聚合硫酸铁PFS运行系统的影响58-59
• 4.2.5 pH对投加硫酸铝Al_2(SO_4)_3运行系统的影响59-61
• 4.2.6 pH对投加聚合硫酸铝PAS运行系统的影响61-62
• 4.3 温度影响因素研究62-69
• 4.3.1 试验条件63
• 4.3.2 温度对生物反应器运行系统的影响63-64
• 4.3.3 温度对投加氯化铁FeCl_3运行系统的影响64-65
• 4.3.4 温度对投加聚合硫酸铁PFS运行系统的影响65-66
• 4.3.5 温度对投加硫酸铝Al_2(SO_4)_3运行系统的影响66-67
• 4.3.6 温度对投加聚合硫酸铝PAS运行系统的影响67-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 连续流生化反应器脱氮除磷研究70-79
• 5.1 试验装置70-71
• 5.2 试验方案71-72
• 5.3 试验运行条件72-73
• 5.4 试验结果与讨论73-78
• 5.4.1 连续流脱氮除磷反应器处理城市污水效果研究73-75
• 5.4.2 反应器内投加混凝剂PAS试验研究75-77
• 5.4.3 两种不同工况下污泥增长量比较77-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 利用分子生物学技术探索生化反应器内的微生物种群变化情况79-87
• 6.1 试验仪器设备79
• 6.2 样品DNA的提取79-80
• 6.3 基因组 DNA的 PCR扩增80-81
• 6.3.1 PCR扩增的原理80-81
• 6.3.2 PCR扩增81
• 6.4 变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析81-86
• 6.4.1 变性梯度凝胶电泳原理81-82
• 6.4.2 DGGE所需配制的试剂82-83
• 6.4.3 DGGE试验操作步骤83-84
• 6.4.4 DGGE结果检测84-86
• 6.5 本章小结86-87
• 第七章 结论与展望87-89
• 7.1 结论87-88
• 7.2 展望88-89
• 参考文献89-95
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文95-96
• 致谢96

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