李天杭:磁场强化厌氧污水处理工艺及其运行特性研究论文

李天杭:磁场强化厌氧污水处理工艺及其运行特性研究论文

本文主要研究内容

作者李天杭(2019)在《磁场强化厌氧污水处理工艺及其运行特性研究》一文中研究指出:现阶段污水处理运行费用偏高、能量消耗偏大等问题是我国环境保护产业可持续发展的瓶颈之一。随着能源短缺问题日益突出,越来越多的研究者将目光投向污水处理领域的节能和资源回收领域。基于厌氧消化和自营养脱氮的污水处理工艺,曝气能耗大大降低,脱氮环节对碳源的依赖性较低,可有效利用污水中的有机质产生可利用能源(CH4),具有鲜明的节能与资源回收利用特点。但是,由于厌氧微生物富集缓慢,抗冲击负荷能力弱等不足,使该工艺的推广应用受到制约。因此如何提高厌氧微生物的代谢活性,增强其抗冲击负荷是现阶段推广该工艺亟待解决的难题。本论文基于微生物的磁效应,开展了磁场投加方式与反应器内部磁场分布规律的基础研究,对比分析了内加磁粉与外加磁场的磁场分布特点;采用对比试验研究了磁场对厌氧消化处理效能的影响,通过对COD去除率、挥发性脂肪酸、酶活性的分析,探究了磁场对厌氧消化的影响规律;采用平行试验的方式研究了磁场对自营养脱氮体系中Anammox、AOB及NOB的影响规律,考察了磁场强化下的自营养脱氮反应器效能,利用分子生物学分析手段探究了磁场对自营养脱氮体系微生物菌落优势菌群演替规律的影响规律;组建了磁场强化下的厌氧消化-自营养脱氮处理工艺,考察了其处理效能与抗冲击负荷能力。研究结果表明,采用投加磁粉方式构建磁性反应器时,充磁时间、磁粉投加量、磁粉材料都对磁场的形成有重要影响,其中当充磁时间为60min,投加量为50g/L时钕铁硼磁粉形成的磁场强度最大,约为0.38mT。采用外加磁源方式构建磁性反应器时,单磁源方式形成的磁场沿垂直距离方向衰减较快,分布不够均匀,对称双磁源方式磁场分布相对均匀,磁场大小与两磁铁的间距相关,磁铁间距越小其形成的磁场强度越高。对比分析可知,相对于外加磁源方式,反应器内加磁粉方式形成的磁场强度较弱,磁衰减现象明显;双磁源外部投加磁场的方式,其磁场相对较高,分布均匀性更优,且磁场强度调节便利性较高。采用双磁源外加磁场方式,研究了磁场对厌氧消化处理效能的影响,探究了磁场对厌氧消化的影响规律。结果表明,磁场对COD去除率和累积产气量都有一定的影响,其中磁场强度为2mT、5mT和10mT时,对累积产气量均是促进作用。磁场强度为2mT和5mT时对于COD去除率有促进作用,而当磁场强度为10mT时,COD去除率有所降低。磁场强度为5mT时,COD去除率和累积产气量最高。对关键酶活性的测定结果表明,磁场对水解阶段的促进效果最明显,其次是酸化阶段,最后是产甲烷阶段。磁场强度为5mT时,淀粉水解酶、乙酸激酶和丁酸激酶的活性均最高,分别为2.98U/mg、0.24U/mg、0.13U/mg。采用双磁源外加磁场方式研究了磁场对厌氧氨氧化、氨氧化过程的影响规律,利用分子生物学分析手段探究了磁场对自营养脱氮体系微生物菌落优势菌群演替的影响规律。研究结果表明,磁场存在不仅能缩短自营养脱氮反应的启动时间,还能提高其去除效能。在10mT磁场强度下,自营养脱氮反应的启动时间缩短了14%,反应稳定运行期间,磁场强度为0mT、2mT、5mT、10mT的小试的总氮去除率别为52%、52%、56%、62%。分子生物学分析结果显示,10mT的磁场下Anammox的相对丰度比例最高,2mT的磁场下AOB菌属的相对丰度比例最高。采用磁场强化下的厌氧消化-自营养脱氮处理工艺,考察了其运行状态、处理效能与抗冲击负荷能力。结果表明,在最佳磁场强度下,COD去除率可达90%,总氮去除率可达80%。溶解氧、氨氮负荷、有机负荷均对磁场强化厌氧消化-自营养脱氮工艺的处理效能有较大的影响,自营养脱氮工艺溶解氧为0.91.5mg/L时总氮去除效果最好;氨氮负荷变化会影响到厌氧消化段生物活性,过高的氨氮负荷使得厌氧消化效能下降,高有机负荷易引起厌氧消化反应器内挥发性脂肪酸累积,抑制产甲烷菌的活性,使得厌氧消化效能下降,出水COD浓度升高,进一步影响自营养脱氮反应的失衡,总氮去除效能下降。上述研究结果表明,双磁源外加磁场方式可以构建出磁场分布更均匀的磁性反应器,适当的磁场可以对反应器内的优势菌群群落结构演替产生影响,并提升微生物的活性,从而对厌氧消化以及自营养脱氮工艺的处理效能产生促进作用。磁场强化厌氧消化-自营养脱氮组合工艺,对含有机物与氨氮的废水可实现有效去除,有望成为市政生活污水或高氨氮低碳源污水的核心处理工艺,实现废水行业的节能减排与资源化利用。

Abstract

xian jie duan wu shui chu li yun hang fei yong pian gao 、neng liang xiao hao pian da deng wen ti shi wo guo huan jing bao hu chan ye ke chi xu fa zhan de ping geng zhi yi 。sui zhao neng yuan duan que wen ti ri yi tu chu ,yue lai yue duo de yan jiu zhe jiang mu guang tou xiang wu shui chu li ling yu de jie neng he zi yuan hui shou ling yu 。ji yu ya yang xiao hua he zi ying yang tuo dan de wu shui chu li gong yi ,bao qi neng hao da da jiang di ,tuo dan huan jie dui tan yuan de yi lai xing jiao di ,ke you xiao li yong wu shui zhong de you ji zhi chan sheng ke li yong neng yuan (CH4),ju you xian ming de jie neng yu zi yuan hui shou li yong te dian 。dan shi ,you yu ya yang wei sheng wu fu ji huan man ,kang chong ji fu he neng li ruo deng bu zu ,shi gai gong yi de tui an ying yong shou dao zhi yao 。yin ci ru he di gao ya yang wei sheng wu de dai xie huo xing ,zeng jiang ji kang chong ji fu he shi xian jie duan tui an gai gong yi ji dai jie jue de nan ti 。ben lun wen ji yu wei sheng wu de ci xiao ying ,kai zhan le ci chang tou jia fang shi yu fan ying qi nei bu ci chang fen bu gui lv de ji chu yan jiu ,dui bi fen xi le nei jia ci fen yu wai jia ci chang de ci chang fen bu te dian ;cai yong dui bi shi yan yan jiu le ci chang dui ya yang xiao hua chu li xiao neng de ying xiang ,tong guo dui CODqu chu lv 、hui fa xing zhi fang suan 、mei huo xing de fen xi ,tan jiu le ci chang dui ya yang xiao hua de ying xiang gui lv ;cai yong ping hang shi yan de fang shi yan jiu le ci chang dui zi ying yang tuo dan ti ji zhong Anammox、AOBji NOBde ying xiang gui lv ,kao cha le ci chang jiang hua xia de zi ying yang tuo dan fan ying qi xiao neng ,li yong fen zi sheng wu xue fen xi shou duan tan jiu le ci chang dui zi ying yang tuo dan ti ji wei sheng wu jun la you shi jun qun yan ti gui lv de ying xiang gui lv ;zu jian le ci chang jiang hua xia de ya yang xiao hua -zi ying yang tuo dan chu li gong yi ,kao cha le ji chu li xiao neng yu kang chong ji fu he neng li 。yan jiu jie guo biao ming ,cai yong tou jia ci fen fang shi gou jian ci xing fan ying qi shi ,chong ci shi jian 、ci fen tou jia liang 、ci fen cai liao dou dui ci chang de xing cheng you chong yao ying xiang ,ji zhong dang chong ci shi jian wei 60min,tou jia liang wei 50g/Lshi nv tie peng ci fen xing cheng de ci chang jiang du zui da ,yao wei 0.38mT。cai yong wai jia ci yuan fang shi gou jian ci xing fan ying qi shi ,chan ci yuan fang shi xing cheng de ci chang yan chui zhi ju li fang xiang cui jian jiao kuai ,fen bu bu gou jun yun ,dui chen shuang ci yuan fang shi ci chang fen bu xiang dui jun yun ,ci chang da xiao yu liang ci tie de jian ju xiang guan ,ci tie jian ju yue xiao ji xing cheng de ci chang jiang du yue gao 。dui bi fen xi ke zhi ,xiang dui yu wai jia ci yuan fang shi ,fan ying qi nei jia ci fen fang shi xing cheng de ci chang jiang du jiao ruo ,ci cui jian xian xiang ming xian ;shuang ci yuan wai bu tou jia ci chang de fang shi ,ji ci chang xiang dui jiao gao ,fen bu jun yun xing geng you ,ju ci chang jiang du diao jie bian li xing jiao gao 。cai yong shuang ci yuan wai jia ci chang fang shi ,yan jiu le ci chang dui ya yang xiao hua chu li xiao neng de ying xiang ,tan jiu le ci chang dui ya yang xiao hua de ying xiang gui lv 。jie guo biao ming ,ci chang dui CODqu chu lv he lei ji chan qi liang dou you yi ding de ying xiang ,ji zhong ci chang jiang du wei 2mT、5mThe 10mTshi ,dui lei ji chan qi liang jun shi cu jin zuo yong 。ci chang jiang du wei 2mThe 5mTshi dui yu CODqu chu lv you cu jin zuo yong ,er dang ci chang jiang du wei 10mTshi ,CODqu chu lv you suo jiang di 。ci chang jiang du wei 5mTshi ,CODqu chu lv he lei ji chan qi liang zui gao 。dui guan jian mei huo xing de ce ding jie guo biao ming ,ci chang dui shui jie jie duan de cu jin xiao guo zui ming xian ,ji ci shi suan hua jie duan ,zui hou shi chan jia wan jie duan 。ci chang jiang du wei 5mTshi ,dian fen shui jie mei 、yi suan ji mei he ding suan ji mei de huo xing jun zui gao ,fen bie wei 2.98U/mg、0.24U/mg、0.13U/mg。cai yong shuang ci yuan wai jia ci chang fang shi yan jiu le ci chang dui ya yang an yang hua 、an yang hua guo cheng de ying xiang gui lv ,li yong fen zi sheng wu xue fen xi shou duan tan jiu le ci chang dui zi ying yang tuo dan ti ji wei sheng wu jun la you shi jun qun yan ti de ying xiang gui lv 。yan jiu jie guo biao ming ,ci chang cun zai bu jin neng su duan zi ying yang tuo dan fan ying de qi dong shi jian ,hai neng di gao ji qu chu xiao neng 。zai 10mTci chang jiang du xia ,zi ying yang tuo dan fan ying de qi dong shi jian su duan le 14%,fan ying wen ding yun hang ji jian ,ci chang jiang du wei 0mT、2mT、5mT、10mTde xiao shi de zong dan qu chu lv bie wei 52%、52%、56%、62%。fen zi sheng wu xue fen xi jie guo xian shi ,10mTde ci chang xia Anammoxde xiang dui feng du bi li zui gao ,2mTde ci chang xia AOBjun shu de xiang dui feng du bi li zui gao 。cai yong ci chang jiang hua xia de ya yang xiao hua -zi ying yang tuo dan chu li gong yi ,kao cha le ji yun hang zhuang tai 、chu li xiao neng yu kang chong ji fu he neng li 。jie guo biao ming ,zai zui jia ci chang jiang du xia ,CODqu chu lv ke da 90%,zong dan qu chu lv ke da 80%。rong jie yang 、an dan fu he 、you ji fu he jun dui ci chang jiang hua ya yang xiao hua -zi ying yang tuo dan gong yi de chu li xiao neng you jiao da de ying xiang ,zi ying yang tuo dan gong yi rong jie yang wei 0.91.5mg/Lshi zong dan qu chu xiao guo zui hao ;an dan fu he bian hua hui ying xiang dao ya yang xiao hua duan sheng wu huo xing ,guo gao de an dan fu he shi de ya yang xiao hua xiao neng xia jiang ,gao you ji fu he yi yin qi ya yang xiao hua fan ying qi nei hui fa xing zhi fang suan lei ji ,yi zhi chan jia wan jun de huo xing ,shi de ya yang xiao hua xiao neng xia jiang ,chu shui CODnong du sheng gao ,jin yi bu ying xiang zi ying yang tuo dan fan ying de shi heng ,zong dan qu chu xiao neng xia jiang 。shang shu yan jiu jie guo biao ming ,shuang ci yuan wai jia ci chang fang shi ke yi gou jian chu ci chang fen bu geng jun yun de ci xing fan ying qi ,kuo dang de ci chang ke yi dui fan ying qi nei de you shi jun qun qun la jie gou yan ti chan sheng ying xiang ,bing di sheng wei sheng wu de huo xing ,cong er dui ya yang xiao hua yi ji zi ying yang tuo dan gong yi de chu li xiao neng chan sheng cu jin zuo yong 。ci chang jiang hua ya yang xiao hua -zi ying yang tuo dan zu ge gong yi ,dui han you ji wu yu an dan de fei shui ke shi xian you xiao qu chu ,you wang cheng wei shi zheng sheng huo wu shui huo gao an dan di tan yuan wu shui de he xin chu li gong yi ,shi xian fei shui hang ye de jie neng jian pai yu zi yuan hua li yong 。

论文参考文献

  • [1].兽用抗生素对猪粪厌氧消化的抑制效应[D]. 王祥清.苏州科技大学2019
  • [2].微曝气预处理/添加零价铁/两相法—强化猪粪厌氧消化的研究[D]. 杨源.华东理工大学2019
  • [3].木醋液介导对猪粪厌氧消化特性及微生物群落的影响[D]. 于秀男.西北农林科技大学2019
  • [4].金霉素污染鸡粪厌氧消化的研究[D]. 杨祎楠.西北农林科技大学2019
  • [5].造纸白泥浸出液强化厌氧消化的研究[D]. 姚晨.齐鲁工业大学2019
  • [6].水热预处理对富蛋白基质厌氧消化特性的影响[D]. 张行.武汉科技大学2019
  • [7].氨钾复合改性稻草批式与序批式厌氧消化性能试验研究[D]. 顾峻宇.北京化工大学2018
  • [8].腐殖酸抑制及解抑制厌氧消化机理深探[D]. 李季.北京建筑大学2018
  • [9].纸类废弃物厌氧消化产甲烷的研究[D]. 李万武.北京化工大学2018
  • [10].纤维素酶固定化及酶水解对厌氧消化性能影响的研究[D]. 马一方.北京化工大学2018
  • 读者推荐
  • [1].基于磁耦合谐振的电动汽车无线充电技术的研究[D]. 季乐乐.安徽工程大学2019
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自济南大学的李天杭,发表于刊物济南大学2019-10-31论文,是一篇关于磁场强化论文,厌氧消化论文,厌氧氨氧化论文,自营养脱氮论文,济南大学2019-10-31论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自济南大学2019-10-31论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    李天杭:磁场强化厌氧污水处理工艺及其运行特性研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢