華南理工大學(xué)開(kāi)題報(bào)告-部分亞硝化-厭氧氨氧化耦合工藝處理滲濾液的脫氮性研究

碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告 研 究 生： 指導(dǎo)教師：. 學(xué)號(hào)： 學(xué)院：土木與交通學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：. 華南理工大學(xué)研究生院 二一一年九月 一、摘要一、摘要 論 文 中文部分亞硝化-厭氧氨氧化耦合工藝處理滲濾液的脫氮性研究 - 2 - 題 目 英文 Study on Partial-nitrification/ANAMMOX coupled process for nitrogen removal from leachate 摘要（不超過(guò)800字） 隨著我國(guó)生活水平提高和城市化進(jìn)程的加速，城市生活垃圾排放量也不斷增長(zhǎng)， 由此產(chǎn)生的高污染的垃圾滲濾液是亟待研究的重大課題。滲濾液具有高氨氮、可生 化性差的水質(zhì)特征，脫氮是廢水處理的重要環(huán)節(jié)之一。許多垃圾填埋場(chǎng)由于缺乏合 適設(shè)備和措施無(wú)法發(fā)揮作用使得滲濾液排入周?chē)h(huán)境，雨季時(shí)大量垃圾滲濾液滲入 地下，嚴(yán)重污染水體環(huán)境，如何有效處理我國(guó)日均產(chǎn)生量已達(dá)十幾萬(wàn)噸垃圾滲濾液 是我們當(dāng)前研究的重要課題。 垃圾滲濾液的成分與垃圾填埋場(chǎng)的地理位置、種類(lèi)、性質(zhì)以及填埋方式等諸多因 素有關(guān)，化學(xué)成分變化很大，其濃度和水質(zhì)隨著填埋時(shí)間的延長(zhǎng)、季節(jié)交替而變化。 老齡化滲濾液的主要成分是降解的有機(jī)物和高濃度氨氮等。對(duì)于高濃度氨氮的去除 大多包括物化法和生物法兩種，現(xiàn)在大多垃圾填埋場(chǎng)采用吹脫法和傳統(tǒng)的生物脫氮 法去除氨氮。 以傳統(tǒng)生物脫氮為理論基礎(chǔ)上的實(shí)際工程應(yīng)用存在許多弊端：能耗高、需要有機(jī) 碳源作為電子供體、硝化與反硝化反應(yīng)分別為產(chǎn)酸和產(chǎn)堿過(guò)程等，實(shí)際工程中需加 大量酸堿中和試劑，這些都使得運(yùn)行費(fèi)用很高，另外還有占地面積大、流程長(zhǎng)等缺 點(diǎn)。工程實(shí)踐中傳統(tǒng)廢水生物脫氮技術(shù)的諸多弊端使得人們?cè)囼?yàn)探索尋找新型高效 經(jīng)濟(jì)的生物脫氮技術(shù)。 近年來(lái),短程硝化反硝化和厭氧氨氧化等新型生物脫氮技術(shù)的發(fā)現(xiàn)為解決傳統(tǒng)生 物脫氮技術(shù)存在的問(wèn)題提供了新的思路。新型生物脫氮技術(shù)具有更經(jīng)濟(jì)、效率更高 等諸多優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展投資省、效果好的滲濾液處理技術(shù)和工藝是適合我國(guó)國(guó)情的，研 究和應(yīng)用應(yīng)以多種方法技術(shù)的結(jié)合為方向，開(kāi)發(fā)組合工藝時(shí)要研究易于管理運(yùn)行同 時(shí)又能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的新型組合工藝。高氨氮、低 C/N 是“老齡化”垃圾滲濾液、 污泥濃縮池消化液等廢水的重要水質(zhì)特征，這使得傳統(tǒng)的物化、生物的鞥脫氮工藝 綜合效果不佳。部分亞硝化-厭氧氨氧化是新型全程自養(yǎng)高效生物脫氮技術(shù)對(duì)處理 “老齡化”滲濾液等高氨氮、C/N 比廢水尤為具有優(yōu)越性。隨著基礎(chǔ)研究的逐漸深 入,各國(guó)學(xué)者開(kāi)始將研究視角轉(zhuǎn)向該工藝的實(shí)際應(yīng)用。 通過(guò)以 SBR 作為部分亞硝化反應(yīng)器，通過(guò)不斷優(yōu)化反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)，控制出水基 質(zhì) NO2-N/NH4+-N 在合適的范圍。UASB 作為厭氧氨氧化反應(yīng)器，不斷加大進(jìn)水中 SBR 亞硝化反應(yīng)器出水滲濾液的比例，在有機(jī)物高、毒性大的條件下，研究厭氧氨 氧化處理老齡化滲濾液的可行性。 關(guān) 鍵 詞 中文部分亞硝化 厭氧氨氧化 老齡化滲濾液 短程硝化反硝化 英文 Partial-nitrification、 ANAMMOX、 aged leachate、 Shortcut nitrification and denitrification 1、關(guān)鍵詞數(shù)量不少于三個(gè)； 2、關(guān)鍵詞之間空一格（英文用/分隔） 二、立題依據(jù)二、立題依據(jù) - 3 - 1、研究意義 2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3、主要參考文獻(xiàn)及出處 1、 研究意義 隨著我國(guó)生活水平提高和城市化進(jìn)程的加速，城市生活垃圾排放量也不斷增長(zhǎng)，由此產(chǎn)生了大 量高污染的垃圾滲濾液。許多垃圾填埋場(chǎng)由于缺乏合適設(shè)備和措施無(wú)法發(fā)揮作用使得滲濾液排入 周?chē)h(huán)境，雨季時(shí)大量垃圾滲濾液滲入地下，嚴(yán)重污染水體環(huán)境，如何有效處理我國(guó)日均產(chǎn)生量 已達(dá)十幾萬(wàn)噸垃圾滲濾液是我們當(dāng)前研究的重要課題。 一般來(lái)說(shuō)，隨著填埋時(shí)間的增長(zhǎng)， BOD5/CODcr會(huì)逐步下降并最終漸維持在較低水平；氨氮濃度 則維持較高濃度，尤其是老齡化滲濾液，是滲濾液中長(zhǎng)期性的最主要無(wú)機(jī)污染物。排入水體會(huì)對(duì) 周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染，進(jìn)而威脅人我們?nèi)祟?lèi)的健康。脫氮是廢水處理的重要環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)脫 氮工藝流程長(zhǎng)、氧耗大、反硝化碳源不足、脫氮效果低等諸多缺點(diǎn)。對(duì)于老齡化滲濾液，氨氮濃 度高、可生化性差，導(dǎo)致 C/N 比低，利用傳統(tǒng)脫氮工藝耦合處理不僅日處理量低，而且經(jīng)濟(jì)費(fèi)用 大。部分亞硝化-厭氧氨氧化耦合工藝是目前最經(jīng)濟(jì)、最高效率的生物脫氮工藝，非常適用于處理 低 C/N 廢水。 在這種情形下，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的迫切需要，開(kāi)始部分亞硝化-厭氧氨氧化耦合工藝對(duì)滲濾液的脫 氮性研究。 2、 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 滲濾液水質(zhì)的變化受垃圾組成、垃圾含水率、垃圾體內(nèi)溫度、垃圾填埋時(shí)間、填埋規(guī)律、填埋 工藝、填埋場(chǎng)區(qū)域構(gòu)造方式、降雨滲透量等因素的影響，其中受降雨量、季節(jié)和填埋時(shí)間而動(dòng)態(tài) 變化。一般來(lái)說(shuō)，隨著填埋時(shí)間的增長(zhǎng)， BOD5/CODcr會(huì)逐步下降并最終漸維持在較低水平；氨氮 濃度則維持較高濃度，尤其是老齡化滲濾液，是滲濾液中長(zhǎng)期性的最主要無(wú)機(jī)污染物。 高濃度氨氮導(dǎo)致 C/N 低，難以滿足生化脫氮需求，因此在生物法脫氮前需前置物化法脫氨氨處 理工藝。目前滲濾液脫氮處理方法包括物化法和生物法，其中物化法除氨包括吹脫法、吸附法、 化學(xué)沉淀法等。生物法包括傳統(tǒng)生物脫氮發(fā)和新型生物脫氮法。 生物脫氮法是最有效徹底的方法。 但長(zhǎng)期以來(lái)人們都將生物脫氮禁錮在傳統(tǒng)的硝化反硝化過(guò)程。 首先是硝化作用，在氧氣充足的條件下，AOB（氨氧化細(xì)菌）首先將廢水中氨氮養(yǎng)化成亞硝酸鹽， 接著 NOB（硝化細(xì)菌）的進(jìn)一步將氧化亞硝酸鹽成硝酸鹽；第 2 步是反硝化作用，即在厭氧條件 下反硝化細(xì)菌以有機(jī)碳源為電子供體，將 NO3-還原為 N2。傳統(tǒng)脫氮工藝流程長(zhǎng)、氧耗大、反硝化 碳源不足、脫氮效果低等缺點(diǎn)。 隨著微生物學(xué)研究的迅速發(fā)展，生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)，新 型的脫氮微生物群被發(fā)現(xiàn)，由此產(chǎn)生了生物脫氮理念的革新和一批新型的生物脫氮技 術(shù)，短程硝化反硝化和厭氧氨氧化是其中兩種典型新型脫氮技術(shù)。SHARON 工藝是荷蘭 Delft 技術(shù)大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種新型的生物脫氮技術(shù)，其基本原理就是短程硝化反硝化。ANAMMOX 工藝由于是在厭氧條件下直接將 NH4+作為電子供體，無(wú)需供氧、無(wú)需外加有機(jī)碳源進(jìn)行反硝化、 無(wú)需額外投加酸堿中和試劑，具有降低能耗、運(yùn)行費(fèi)用和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。SHARON 技術(shù)通過(guò) 控制溫度和 HRT 等條件使氨氧化控制在亞硝化階段、降低了供氧能耗，但反硝化過(guò)程仍然需外加 有機(jī)碳源為了實(shí)現(xiàn)更高效經(jīng)濟(jì)的生物脫氮技術(shù)， 一般將 SHARON 和 ANAMMOX 兩種新型脫氮技 術(shù)耦合應(yīng)用。SHARON 與 ANAMMOX 生物脫氮耦合工藝具有耗氧量少、不需外加碳源、無(wú)須另 外處理污泥等優(yōu)點(diǎn)，是目前最高效低耗的生物脫氮技術(shù)。部分亞硝化-厭氧氨氧化是新型全程自養(yǎng) 高效生物脫氮技術(shù)對(duì)處理 “老齡化”滲濾液等高氨氮、C/N 比廢水尤為具有優(yōu)越性。隨著基礎(chǔ)研 究的逐漸深入，各國(guó)學(xué)者開(kāi)始將研究視角轉(zhuǎn)向該工藝的實(shí)際應(yīng)用。 3、 主要參考文獻(xiàn)及出處 - 4 - 1王丹,趙朝成.城市垃圾滲濾液處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀J.油氣田保護(hù),2006,16(01):37-40. 2顏麗輝,吳銀彪.城市生活垃圾處理帶來(lái)的二次污染問(wèn)題J.中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè),2003,(4)：16-17. 3耿國(guó)明,趙宗升,魏小明.垃圾填埋場(chǎng)滲濾液脫氮處理技術(shù)J.山西建筑，2008, 34 (12):27-29. 4王文斌，董有，劉士庭.吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮研究J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備， 2004,5(06):51-53. 5盧賢飛.城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)滲濾液的控制和處理J .給水排水，1999,25 (6) :4-6. 6張祥丹，王家民.城市垃圾滲濾液處理工藝介紹J .給水排水，2000 ,26(10):914. 7喻曉，張甲耀，劉楚良.垃圾滲濾液污染特性及其處理技術(shù)研究和應(yīng)用趨勢(shì)J.環(huán)境科學(xué)與技 術(shù)，2002,25(5):43-45. 8孟了，熊向隕，馬箭.我國(guó)垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及存在問(wèn)題J.給水排水，2003,29(10)：26-29. 9侯文俊，余健，孫江.垃圾滲濾液處理技術(shù)的新進(jìn)展J.中國(guó)給水排水，2003,19(11):22-24. 10 董春松，樊耀波，李剛，等.我國(guó)垃圾滲濾液的特點(diǎn)和處理技術(shù)探討J.中國(guó)給水排水， 2005,21(12):27-31. 11 王芳，婁金生，韓慶昌.垃圾滲濾液脫氮技術(shù)研究現(xiàn)狀J.凈水技術(shù)，2007,26(2):4-6. 12 趙由才，龍燕，張華.生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)M.北京:化學(xué)T業(yè)出版社，2004 . 13 王文斌，董有，劉士庭.吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮研究J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備， 2004,5(6):5l-53. 14 胡曰利， 昊曉芙， 聶發(fā)輝.天然蛙石對(duì)污水中氨氮吸附去除率的影響J.中南林學(xué)院學(xué)報(bào)， 2004， 24(l):30-33. 15 周少奇，周吉林.生物脫氮新技術(shù)研究進(jìn)展J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2000,1(6):11-19. 16ABELINGU,SEYFRIDCF.Anaerobic-aerobic treatment of high strength ammonium wastewater-nitrogen removal vianitriteJ. 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