SR-A工艺处理焦化污水生物反应动力学研究

【摘要】： SHARON-ANAMMOX(简称SR-A)工艺是将亚硝酸型硝化反应和厌氧氨氧化反应相结合的一种新型生物脱氮工艺。研究该技术处理焦化污水的应用还未见报道。 为了更好地将该技术应用到处理实际生产污水方面，着重研究了SR-A工艺处理焦化污水亚硝酸型硝化过程中氨氮硝化的动力学模式，在此基础上，研究各因素对亚硝酸型硝化速率的影响。并研究厌氧氨氧化反应器中各因素对厌氧氨氧化反应速率的影响，通过理论计算找出其最佳pH值。 在完成微生物培养与驯化的基础上，成功地完成了亚硝酸型硝化反应器和厌氧氨氧化反应器的启动和运行。根据大量的试验数据证明了劳伦斯—麦卡蒂模式可以作为描述氨氮硝化反应过程的理论模型，并求得动力学参数v_(max)=2.55mgNH_4~+-N·mgvSS~(-1)·d~(-1)，Ks=395.8 mgNH_4~+-N·L~(-1)，Y=0.1898 mgvSS·mgNH_4~+-N~(-1)，Kd=0.0336d~(-1)。 研究了温度、pH值、氨氮浓度及亚硝酸盐氮浓度对厌氧氨氧化反应速率的影响和抑制关系，根据理论计算求得pH值为7.86时，厌氧氨氧化反应速率达到最大值。根据安德鲁斯模式分别求出了最大氨氮反应速率和最大亚硝酸盐氮反应速率为238.10mgNH_4~+-N·gvSS~(-1)·d~(-1)和121.95mgNO_2~--N·gVSS~(-1)·d~(-1)，其抑制常数分别为201mg·L~(-1)和185 mg·L~(-1)。本文还根据阿仑尼乌斯公式求出温度特征系数θ=1.236。 污水经过亚硝酸型硝化反应器和厌氧氨氧化反应器后，氨氮、COD及总氮的去除率分别可达到73.38％、84.6％和66.7％。 【关键词】：亚硝酸型硝化 厌氧氨氧化 动力学 焦化废水 反应速率
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X784
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 焦化污水10-11
• 1.1.1 焦化污水的来源及特点10
• 1.1.2 焦化污水的危害10-11
• 1.2 生物脱氮新技术11-15
• 1.2.1 传统生物脱氮技术11
• 1.2.2 新型生物脱氮技术11-15
• 1.2.2.1 短程硝化反硝化12
• 1.2.2.2 同时硝化反硝化12-13
• 1.2.2.3 厌氧氨氧化13-14
• 1.2.2.4 SHARON-ANAMMOX工艺14-15
• 1.3 国内外相关研究的概况15-17
• 1.3.1 有关焦化污水处理工艺的研究15-16
• 1.3.2 有关新型工艺的研究16-17
• 1.4 本课题研究意义和目的17-19
• 第二章 动力学理论基础19-25
• 2.1 几种基本模式介绍19-23
• 2.1.1 Monod模式19-20
• 2.1.2 Eckenfelder模式20-21
• 2.1.3 哥莱夫模式21-22
• 2.1.4 劳伦斯—麦卡蒂(Lawrence—McCarty模式)22-23
• 2.2 国内外有关动力学的研究23-24
• 2.3 本课题研究的内容24-25
• 第三章 试验工作25-30
• 3.1 试验研究技术路线25
• 3.2 试验材料25-30
• 3.2.1 试验用水25-26
• 3.2.2 试验装置26-28
• 3.2.3 试验分析项目、分析方法及所用试剂28-30
• 3.2.3.1 试验分析项目及分析方法28
• 3.2.3.2 试验药品28-30
• 第四章 亚硝酸型硝化过程的动力学分析30-56
• 4.1 概述30
• 4.2 试验方案30-31
• 4.3 试验结果31-39
• 4.3.1 污泥的培养与驯化31
• 4.3.2 亚硝酸型硝化的试验结果31-39
• 4.3.2.1 静态试验32-36
• 4.3.2.2 动态试验36-39
• 4.4 亚硝酸型硝化反应的动力学研究39-56
• 4.4.1 氨氮硝化的动力学分析39-49
• 4.4.1.1 劳伦斯—麦卡蒂模式的动力学常数42-44
• 4.4.1.2 动力学分析及模型验证44-49
• 4.4.2 温度与pH对亚硝化速率的影响49-56
• 4.4.2.1 温度对亚硝化速率的影响49-51
• 4.4.2.2 pH值对亚硝化速率的影响51-56
• 第五章 厌氧氨氧化过程的动力学研究56-75
• 5.1 厌氧氨氧化反应器的启动56-58
• 5.1.1 试验装置56
• 5.1.2 污泥的培养与驯化56
• 5.1.3 初期反应器的情况56-58
• 5.2 厌氧氨氧化的动力学研究58-72
• 5.2.1 厌氧氨氧化的动力学分析58
• 5.2.2 微生物量浓度与厌氧氨氧化速率的影响58-60
• 5.2.3 氨氮对厌氧氨氧化速率的影响60-63
• 5.2.4 亚硝酸盐氮对厌氧氨氧化速率的影响63-67
• 5.2.5 温度对厌氧氨氧化速率的影响67-70
• 5.2.6 pH对厌氧氨氧化速率的影响70-72
• 5.3 SR-A工艺处理焦化污水的整体运行情况72-75
• 第六章 结论及研究展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 参考文献77-83
• 附录83-85
• 致谢85-86
• 攻读学位期间发表的学术论文目录86

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