污水生物处理技术虽然已经有上百年的历史,但如何实现经济高效的脱氮特别是针对含有高浓度氨氮的污水深度脱氮仍然是目前众多研究者重点关注的研究内容之一。随着各国研究学者们对污水生物脱氮领域的不断深入探索,厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,Anammox)相比于传统脱氮工艺具有不需外加碳源自养脱氮等优点,日益受到广大研究人员的重视,被大家一致认为是未来污水处理的主导技术。 厌氧氨氧化相比于传统脱氮,减少了脱氮过程,只需将部分氨氮通过短程硝化转化为亚硝态氮后,其余氨氮就可以和产生的亚硝态氮发生反应直接生成氮气,而无需将亚硝态氮转化为硝态氮再发生后续反应,因此比以往工艺更加节能和高效。但是目前,厌氧氨氧化工艺还没有大规模应用,主要是因为厌氧氨氧化工艺需满足比较长的污泥龄;反应器中的有机物浓度也不能过高,否则会对厌氧氨氧化菌有抑制;实现厌氧氨氧化的前提是要实现短程硝化,而短程硝化在实际污水处理厂的应用也还很少。如何有效地推进厌氧氨氧化技术的发展,如何能实现并维持厌氧氨氧化菌的大量富集,如何能够快速实现并稳定维持短程硝化继而为厌氧氨氧化创造条件等一系列问题是目前厌氧氨氧化继续向前发展和厌氧氨氧化工艺大规模化工程应用的瓶颈。 基于此,我们在过去十几年的时间里一直针对污水短程硝化和厌氧氨氧化技术进行了探索和研究,特别是针对厌氧氨氧化的关键技术和难点进行了深入探讨并获得了一些研究成果。本书致力于厌氧氨氧化环境影响因素及其实际工程应用的探究与分析,作为未来污水处理的主导工艺,厌氧氨氧化技术的突破将对中国乃至世界的污水处理都意义重大,本书着重从实验室到中试规模,再到主流应用角度系统地对厌氧氨氧化工艺进行了剖析,从而为不同类型污水处理提供重要的理论依据。为了让更多的人了解并关注厌氧氨氧化工艺,让更多的学者加入到这个研究中,现将这些研究成果整理成书出版。 感谢课题组的所有老师和同学们为这些成果所做出的艰苦卓绝的努力,特别感谢课题组的闫志斌、李进、李志、沈明玉、王春艳、苏柏懿等同学;衷心感谢所有帮助过我们的前辈和同仁。限于笔者水平及时间所限,书中存在不足和疏漏之处在所难免,敬请读者提出修改建议。 吴莉娜 2020年4月
厌氧氨氧化自20世纪90年代被发现以来,首创了把功能菌引入复杂污水处理系统,克服了传统脱氮技术(硝化反硝化进程)需要大量碱与碳源供应、成本高、容易造成二次环境污染等缺陷,在污水处理工程领域成功实现了节能降耗、减少碳排放的目标。本书主要从厌氧氨氧化工艺的环境影响因素着手,结合作者十几年的工作经验,研究分析了厌氧氨氧化工艺在高浓度有机污水中的应用,为厌氧氨氧化工艺的运行调控提供重要的参数指标,同时结合对现有主流、侧流厌氧氨氧化工艺的研究应用的分析,为厌氧氨氧化工艺的实际工程应用奠定了重要基础。 本书可供从事污水处理技术研究的科研人员、技术人员和管理人员阅读,也可供高等学校环境工程及相关专业的师生参考。
第1章概论1 1.1国内外厌氧氨氧化技术研究和应用进展1 1.1.1厌氧氨氧化技术在国内的研究与应用现状1 1.1.2厌氧氨氧化技术在国外的研究与应用现状3 1.2厌氧氨氧化技术的影响因素概述6 1.2.1短程硝化机理及其影响因素6 1.2.2厌氧氨氧化机理及其影响因素9 参考文献13 第2章试验材料与方法17 2.1试验工艺流程17 2.1.1试验装置17 2.1.2试验材料21 2.2试验用水22 2.2.1试验所用高浓度有机污水一:垃圾渗滤液的主要水质特征22 2.2.2试验所用高浓度有机污水二:污泥硝化液的主要水质特征23 2.3接种污泥23 2.4试验设备与分析仪器24 2.5试验分析项目与检测方法25 参考文献27 第3章回流比对厌氧氨氧化的影响28 3.1不同的回流比对短程硝化-厌氧氨氧化耦合技术影响29 3.1.1反应器及试验材料29 3.1.2回流比对有机物和氮的降解影响31 3.1.3回流比对短程硝化的影响37 3.1.4回流比对厌氧氨氧化的影响及其分子生物学分析40 3.2回流比对厌氧氨氧系统的影响43 3.2.1回流比对不同组合工艺的影响43 3.2.2回流比对不同反应器的影响46 参考文献48 第4章温度对厌氧氨氧化的影响51 4.1温度对生物多样性的影响52 4.1.1不同温度下厌氧氨氧化菌的脱氮性能53 4.1.2温度影响机制下生物种群间的关系57 4.1.3温度对生物酶促反应的作用59 4.2温度对厌氧氨氧化污泥(活性)的影响62 4.3不同反应器对温度变化的耐受性65 参考文献68 第5章pH值对厌氧氨氧化机制的影响72 5.1pH值对厌氧氨氧化不同组合工艺的影响73 5.1.1短程硝化-厌氧氨氧化73 5.1.2厌氧氨氧化-短程反硝化78 5.1.3铁离子型厌氧氨氧化80 5.1.4硫酸盐型厌氧氨氧化81 5.2pH值对微生物的影响82 5.2.1恒定pH值对厌氧氨氧化菌的影响82 5.2.2低pH值条件对微生物的影响83 5.2.3pH值对海洋厌氧氨氧化菌的影响84 参考文献85 第6章碳源对厌氧氨氧化机制的影响91 6.1有机碳源的影响91 6.1.1醇类95 6.1.2有机酸96 6.1.3糖类98 6.1.4其他碳源100 6.2无机碳源的影响101 6.3不同C/N对厌氧氨氧化过程的影响103 6.3.1C/N对厌氧氨氧化脱氮性能的影响103 6.3.2C/N对厌氧氨氧化组合工艺的影响104 6.4碳源对厌氧氨氧化菌属的影响111 参考文献116 第7章不同反应器类型对厌氧氨氧化的影响121 7.1UASB中厌氧氨氧化反应的实现121 7.2SBR中厌氧氨氧化反应的实现124 7.3EGSB中厌氧氨氧化反应的实现130 7.4膜生物反应器中厌氧氨氧化反应的实现132 7.4.1生物膜法132 7.4.2膜生物反应器134 7.5复合式生物反应器中厌氧氨氧化反应的实现136 7.5.1复合型UASB反应器136 7.5.2SBBR反应器136 7.5.3复合式循环流化床厌氧氨氧化反应器138 参考文献139 第8章厌氧氨氧化技术的工程应用144 8.1厌氧氨氧化技术在垃圾渗滤液中的应用146 8.1.1台湾垃圾渗滤液处理厂146 8.1.2垃圾渗滤液厌氧氨氧化+MBR工艺148 8.2厌氧氨氧化技术在污泥消化液中的应用150 8.2.1青岛海泊河污水处理厂150 8.2.2荷兰Olburgen污水处理厂154 8.3厌氧氨氧化技术在城市生活污水中的应用157 8.4厌氧氨氧化技术在畜禽养殖废水中的应用159 8.5厌氧氨氧化技术在其他领域的应用161 8.5.1半导体厂废水应用162 8.5.2内蒙古梅花味精厂163 参考文献167
ISBN:978-7-122-37211-6
语种:汉文
开本:16
出版时间:2020-07-01
装帧:平
页数:168