短程硝化細菌的簡介及培養(yǎng)研究課件

短程硝化細菌的環(huán)境影響因素輕化與環(huán)境工程學院環(huán)境工程09-1班王璐200905021001

指導教師姓名薛嶸專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授

【目錄】

水體脫氮綜述1短程硝化簡介2實驗概況與結(jié)論32【水體中氮污染的來源和危害性】水體中氮污染的來源氮素對水體的危害城市污水中的氮≧74.00%工業(yè)廢水中的氮≈26.00%農(nóng)業(yè)退水中的氮≈1.00%我國氨氮排放總量主要以工業(yè)和生活氨氮廢水為主，其次是規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖等重點農(nóng)業(yè)的氨氮廢水。降低水中的溶解氧濃度破壞水體的觀賞性破壞水體的生態(tài)平衡毒害水生生物造成制水成本增加污染地下水影響漁業(yè)生產(chǎn)3Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【生物脫氮原理】生物脫氮：通過硝化細菌和反硝化細菌的聯(lián)合作用使污水中的含氮污染物轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。有機氮蛋白質(zhì)氨基酸酰胺尿素氨態(tài)氮硝態(tài)氮氮氣NH4+-NNO2--NNO3--NN2氨化硝化反硝化4Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【傳統(tǒng)生物脫氮工藝】外加碳源污泥回流消耗動力水力停留時間長好氧反應(yīng)增加能耗抗沖擊負荷能力差硝化產(chǎn)酸投加堿度傳統(tǒng)生物脫氮工藝流程示意圖5Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【新型生物脫氮技術(shù)】序號名稱新工藝相對傳統(tǒng)脫氮技術(shù)的優(yōu)勢1短程硝化反硝化技術(shù)SHARON工藝、OLAND工藝減少反應(yīng)容積，節(jié)省基建投資；減少氧的供應(yīng)量、碳源量等2同時硝化反硝化技術(shù)—縮短反應(yīng)時間，節(jié)省基建投資；無需外加碳源，節(jié)省運行費用3厭氧氨氧化技術(shù)SHARON-ANOMMOX工藝、CANON工藝、OLAND工藝無需外加碳源，減少供氧能耗及中和化學試劑，從而節(jié)省運行費用；減少CO2排放量，具有可持續(xù)發(fā)展意義4好氧反氨化技術(shù)—有效降低工程建設(shè)費用5電極生物膜反硝化技術(shù)—有助于提高系統(tǒng)的脫氮效率短程硝化反硝化技術(shù)6【目錄頁】水體脫氮綜述1短程硝化簡介2實驗概況與結(jié)論37Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【短程硝化反硝化】短程硝化-反硝化傳統(tǒng)生物脫氮途徑NH4+-NNO2--NNO3--NN2NO2--N硝化階段反硝化階段8Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt外加碳源污泥回流消耗動力水力停留時間長好氧反應(yīng)增加能耗硝化產(chǎn)酸投加堿度【短程硝化反硝化的優(yōu)點】節(jié)約供氧量25%減少投堿量減少污泥生成量節(jié)約碳源40%縮短反應(yīng)時間減小反應(yīng)容積35%9【目錄頁】水體脫氮綜述1短程硝化簡介2實驗概況與結(jié)論310【實驗概況】實驗部分213SBR短程硝化時序分析不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析實驗概況及各模式下啟動運行情況11Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【1.1試驗裝置及主要儀器設(shè)備】1模式一：常溫+磁力攪拌主要儀器：磁力攪拌器500mL廣口試劑瓶DO儀pH計曝氣裝置12Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt2模式二：31℃+手動搖勻主要儀器:恒溫水浴鍋500mL廣口試劑瓶DO儀pH計曝氣裝置【1.1試驗裝置及主要儀器設(shè)備】13Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt3模式二：31℃+手動搖勻主要儀器：集熱式恒溫加熱磁力攪拌器500mL廣口試劑瓶DO儀pH計曝氣裝置【1.1試驗裝置及主要儀器設(shè)備】14Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【1.2實驗配水和污泥接種】廢水參數(shù)（g/5L）葡萄糖NH4ClMgSO4FeSO4CaCl2NaHCO3MnSO4KH2PO4ZnSO4變量變量0.0670.0050.050.060.0030.0250.005實驗配水：接種污泥：本實驗的接種污泥取自山東輕工業(yè)學院中水處理站二沉池污泥，取來的污泥首先經(jīng)過濾淘洗去除上層漂浮物和下層沉積物，在曝氣池內(nèi)馴養(yǎng)3天保持活性，沉降2小時后取底層污泥備用15Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【1.3分析項目及檢測方法】分析項目檢測方法備注NH4+-N氨氣敏電極法PNH3-1-01型氨氣敏電極NH4+-N納氏試劑分光光度法法721型分光光度計NO3--N硝酸根離子電極法PNO3-1-01型硝酸根電極NO2--N鹽酸萘乙二胺光度法721型分光光度計NO2--N硝酸根離子電極法氧化成硝酸根后測量TOCTOC分析儀TOC-LCPH型TOC儀SV(%)100mL量筒進水6、12小時后側(cè)兩次DO溶解氧儀每小時測1次，每天至少10次溫度溫度計每小時測1次，每天至少10次生物相光學顯微鏡每兩天1次16Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【1.3分析項目及檢測方法】水質(zhì)氨氮的測定——電極法17【1.3分析項目及檢測方法】水質(zhì)硝酸根（亞硝酸根）的測定——電極法18【SBR運行模式與參數(shù)選擇】SBR運行模式：進水攪拌好氧曝氣沉淀閑置實驗參數(shù)選擇：參數(shù)pH溫度DOTOCNH4+-N數(shù)值7.5-8.031℃與常溫0.5mg/L100-200mg/L50-100mg/L19【實驗概況】實驗部分213SBR短程硝化時序分析不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析實驗概況及各模式下啟動運行情況20【實驗污泥馴化情況】馴化情況5月4日—5月10日期間，實驗配水按C/N=10：1的比例進行配制，氨氮濃度為TOC濃度為200mg/L，氨氮濃度為50mg/L，pH為7.0左右，DO為0.1mg/L，微量元素適量。5月10日起將配水氨氮濃度提高至100mg/L左右，同時降低C/N比為5:1，配水TOC濃度為150mg/L左右，pH為7.5左右，微量元素適量。

5月16日—5月20日增加曝氣量（控制在2mg/L），5月21日—5月25日減小曝氣量（控制在1mg/L以下），期間TOC濃度、氨氮濃度、pH值保持不變。5月26日—5月31日降低C/N比到3：1，氨氮濃度提高到150mg/L左右，pH值保持在8左右。6月1日—6月5日降低C/N到1：1左右，氨氮濃度保持在200mg/L，pH值保持在8左右。21【不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析】1溫度對TOC去除率的影響31℃下TOC的去除率幾乎一直比常溫下高，說明在此條件下，31℃更有利于微生物的活動。另外，單獨比較常溫下TOC與水溫的關(guān)系也可以發(fā)現(xiàn)，適宜的高的溫度對TOC的去除是有利的。22Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt2溫度對氨氮去除率的影響由上我們可以看出，31℃下氨氮的去除率一直高于常溫，說明適宜的更高的溫度有利于脫氮過程的完成。因為有其他變量的存在，在常溫條件下溫度與氨氮去除率的關(guān)系不是很明顯?！静煌刂茥l件下SBR短程硝化試驗分析】23Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析】3磁力攪拌對TOC去除率的影響由上圖可以看出在有磁力攪拌的條件下，TOC的去除率不如手動按時搖勻的高。可能是由于攪拌的速度和強度掌握的不好；也可能是由于持續(xù)的攪拌擾亂了污泥的處理效果。24Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt4磁力攪拌對氨氮去除率的影響在馴化的初始階段磁力攪拌沒有明顯的區(qū)別。隨著馴化的進行和氨氮濃度的提高，可以明顯看出磁力攪拌有助于脫氮，其可能是因為攪拌促進了脫氮反應(yīng)向著正方向移動，具體原因仍需進一步的研究。【不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析】25模式一5月16日原始數(shù)據(jù)表5沖擊負荷對SBR處理效果的影響日期進水TOC出水TOCTOC絕對值TOC去除率（%）進水氨氮濃度出水氨氮氨氮絕對值氨氮去除率（%）5-16323.679.98243.675.28104.3362.2442.0940.345月16日的實驗配水出現(xiàn)操作失誤，致使進水TOC濃度過高（323.6mg/L），雖然三個模式下的去除率均為受到嚴重影響，但是出水的TOC絕對值相對升高?！静煌刂茥l件下SBR短程硝化試驗分析】26【不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析】6意外情況對SBR處理效果的影響日期進水TOC出水TOCTOC絕對值TOC去除率（%）進水氨氮濃度出水氨氮氨氮絕對值氨氮去除率（%）5-18158.0328.86129.1781.7495.6747.7947.8850.055月18日，在調(diào)節(jié)進水pH后，沒有在進水前測一下pH值，導致運行pH在9~10之間，兩個小時后發(fā)現(xiàn)問題，將反應(yīng)器上清液棄去，重新進水。后續(xù)檢測的污泥各項指標均正常，廢水各方面去除率仍保持良好，鏡檢污泥仍呈片絮狀。模式三5月18日原始數(shù)據(jù)表27【實驗概況】實驗部分213SBR短程硝化時序分析不同控制條件下SBR短程硝化試驗分析

實驗概況及各模式下啟動運行情況28【SBR短程硝化時序分析】時間（h）0123456TOC濃度mg/L160.3772.1245.2540.3838.4436.1535.62氨氮濃度mg/L190.3107.8482.3268.5862.858.454.05亞硝態(tài)氮mg/L0.5610.0428.0648.9974.0678.4379.43硝態(tài)氮mg/L1.271.562.775.396.035.743.776月8日模式三反應(yīng)器內(nèi)各物質(zhì)濃度變化情況本個循環(huán)TOC的去除量為120mg/L，氨氮的去除量為130mg/L左右，亞硝態(tài)氮的積累80mg左右，硝態(tài)氮的積累在5mg左右。29Copyright?2012AndyGuo.Allrightsreserved。/9ippt【SBR短程硝化時序分析】30結(jié)論1通過近一個月的馴化過程，模擬廢水處理過程中已有亞硝酸鹽的積累，也可以推斷出反應(yīng)器內(nèi)已有了短程硝化細菌的存在。但是，但其積累量不高，只占了氨氮去除量的65%