四种固体碳源对活性污泥反硝化性能的影响研究
本实验对活性污泥的反硝化性能进行研究，选取了废报纸（简写为PAP）、枯黄的梧桐叶（简写为LEA）、聚乳酸（Polylactic acid ，简称PLA）、聚羟基脂肪酸酯（Poly-β-Hydroxyalkanoates，简称PHAs）作为固体碳源，比较四种材料在不同温度和pH条件下对污泥反硝化的影响。研究发现，温度是影响反硝化效果的重要因素，对四种材料的亚硝酸氮积累有很大影响，也会影响固体材料的释碳效果；而四种材料作为碳源反硝化时对进水pH的适应性较强，在pH值为4.5～9.5的条件下，硝酸氮的去除率变化并不大，除报纸外，出水中亚硝酸氮的变化也不大。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.1.1材料来源2
1.1.2 反硝化配水2
1.2实验装置 2
1.3实验方法 2
1.3.1实验材料的预处理2
1.3.2活性污泥的驯养2
1.3.3环境条件对活性污泥的影响2
1.4分析方法 2
2结果与分析3
2.1温度对反硝化的影响3
2.1.1硝态氮去除率3
2.1.2亚硝态氮累积3
2.1.3 COD累积4
2.1.4出水中磷浓度4
2.2 pH值对反硝化的影响5
2.2.1硝态氮去除率5
2.2.2亚硝态氮累积5
2.2.3 COD累积6
2.2.4出水中磷浓度6
2.2.5反应后pH变化7
3讨论 7
3.1四种材料反硝化效果比较7
3.2温度对反硝化的影响7
3.3 pH值对反硝化的影响8
3.4总结8
致谢8
参考文献8
四种固体碳源对活性污泥反硝化性能的影响研究
引言
引言
随着中国人口的增加，污水排放日益递增，污水处理的不合格更是导致水体富营 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
养日趋严重，地下水中硝酸盐含量逐年增加，成为地下水的主要污染指标。基于硝酸盐的污染性，国家制定了更加严格的规章，控制污水处理厂氮磷排放量[14]。目前，由于二级污水中氮源的缺乏，如何控制污水二级处理中硝酸盐的含量，成为一个亟待我们去解决的难题[57]。
硝态氮的去除一般是利用反硝化过程[8]，这一过程需在缺氧条件下进行，为保证反应顺利进行还需要提供充足的有机碳作为碳源[9]。近年来，许多科学家都致力于寻找既廉价、无毒、无二次污染，又经济实用的碳源来解决污水处理中碳源不足的难题[1012]。但大多研究都集中于甲醇、乙醇、葡萄糖等液体有机碳源，在效果上，这些液体碳源确实具有显著的效果，但高额的成本使它们无法在污水处理中得到广泛应用[1319]。
国内外学者都对传统与非传统外加碳源做过不少比较[20,21]，廉价并且可持续释放碳源的固体材料逐渐成为当今的研究热点[22]。可利用于反硝化中的固体碳源一般分为两种，一种为富含纤维素的天然材料，如稻壳、秸秆[2325]、废纸、棉花[26]等，另一种是人工合成材料，如PHAs、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PCL（聚己酸内酯）[27]、PLA等。PHAs与PLA都是人工合成的可降解生物材料，是微生物产生的天然聚合物[28]，它们的降解产物可完全进入自然界的生态循环，而不造成任何污染[29]。相较于液体碳源，这些固体碳源更加易于控制，不会影响出水水质[30]。
污水中硝态氮的去除还会受到环境因素的影响，比如温度、pH值等[31]，相关研究也发现，温度变化会对反硝化细菌产生较大的影响[32]。因此研究不同环境条件下，投加不同固体碳源对活性污泥反硝化性能的影响，可以用来指导实践应用，具有很深的现实意义。本实验就选取了废报纸、梧桐叶、PLA、PHA作为固体碳源，控制污水温度、pH值，探讨环境条件在投加不同碳源情况下对活性污泥反硝化的影响，以期为固相反硝化的实际应用提供依据。
1 材料与方法
1．1 实验材料
普通废报纸（PAP）；自然脱落的枯黄梧桐叶（LEA）；PLA材料；PHA材料。
硝酸钾、亚硝酸钠、磷酸二氢钾、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、浓硫酸等实验室常用药品，分析纯。
1．1．1 材料来源
活性污泥取自南京仙林污水处理厂CAST曝气池（污泥浓度为6000mg/L）；废报纸为普通废弃不用的报纸；枯黄梧桐叶于秋天收集自大学校内；PLA、PHA材料购自国内某生物材料公司，颗粒直径约0.3cm左右。
1．1．2 反硝化配水
配水采用自来水中加入硝酸钾和磷酸二氢钾，使其中硝态氮浓度为50mg/L，磷浓度为10mg/L。
1．2 实验装置
用250ml锥形瓶作为反应器进行反硝化实验，以封口膜密封，即可形成一个缺氧的环境。
实验方法
1．3．1 碳源材料的预处理
把废报纸和梧桐叶洗净后自然风干，然后剪成长宽小于1cm的小块，放入广口瓶或封口袋中，保存在干燥器中备用。
1．3．2 活性污泥的驯养
将取回来的污泥放置到恒温培养箱中，添加浓度为5:1的硝酸钾和磷酸二氢钾营养液，并添加四种固体碳源材料，设置水利停留时间为24h；定时换水，并监测出水硝态氮浓度，待出水硝态氮浓度趋于稳定后，开始反硝化实验。
1．3．3 环境条件对反硝化的影响
采用批式实验的方法研究温度、pH的影响。将相同质量（1g）的废报纸、梧桐叶、PLA材料、PHA材料分别放到250mL锥形瓶中，空白对照组不加碳源，加入100mL配水，接种活性污泥，活性污泥浓度在1g/L左右，放入恒温培养箱培养。设置HRT为24h，通过调节恒温箱温度改变反硝化温度条件(设置15℃、20℃、25℃、30℃、35℃六组温度梯度)，以HCl和NaOH溶液调节进水pH（设置4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5六组pH梯度）。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.1.1材料来源2
1.1.2 反硝化配水2
1.2实验装置 2
1.3实验方法 2
1.3.1实验材料的预处理2
1.3.2活性污泥的驯养2
1.3.3环境条件对活性污泥的影响2
1.4分析方法 2
2结果与分析3
2.1温度对反硝化的影响3
2.1.1硝态氮去除率3
2.1.2亚硝态氮累积3
2.1.3 COD累积4
2.1.4出水中磷浓度4
2.2 pH值对反硝化的影响5
2.2.1硝态氮去除率5
2.2.2亚硝态氮累积5
2.2.3 COD累积6
2.2.4出水中磷浓度6
2.2.5反应后pH变化7
3讨论 7
3.1四种材料反硝化效果比较7
3.2温度对反硝化的影响7
3.3 pH值对反硝化的影响8
3.4总结8
致谢8
参考文献8
四种固体碳源对活性污泥反硝化性能的影响研究
引言
引言
随着中国人口的增加，污水排放日益递增，污水处理的不合格更是导致水体富营 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
养日趋严重，地下水中硝酸盐含量逐年增加，成为地下水的主要污染指标。基于硝酸盐的污染性，国家制定了更加严格的规章，控制污水处理厂氮磷排放量[14]。目前，由于二级污水中氮源的缺乏，如何控制污水二级处理中硝酸盐的含量，成为一个亟待我们去解决的难题[57]。
硝态氮的去除一般是利用反硝化过程[8]，这一过程需在缺氧条件下进行，为保证反应顺利进行还需要提供充足的有机碳作为碳源[9]。近年来，许多科学家都致力于寻找既廉价、无毒、无二次污染，又经济实用的碳源来解决污水处理中碳源不足的难题[1012]。但大多研究都集中于甲醇、乙醇、葡萄糖等液体有机碳源，在效果上，这些液体碳源确实具有显著的效果，但高额的成本使它们无法在污水处理中得到广泛应用[1319]。
国内外学者都对传统与非传统外加碳源做过不少比较[20,21]，廉价并且可持续释放碳源的固体材料逐渐成为当今的研究热点[22]。可利用于反硝化中的固体碳源一般分为两种，一种为富含纤维素的天然材料，如稻壳、秸秆[2325]、废纸、棉花[26]等，另一种是人工合成材料，如PHAs、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PCL（聚己酸内酯）[27]、PLA等。PHAs与PLA都是人工合成的可降解生物材料，是微生物产生的天然聚合物[28]，它们的降解产物可完全进入自然界的生态循环，而不造成任何污染[29]。相较于液体碳源，这些固体碳源更加易于控制，不会影响出水水质[30]。
污水中硝态氮的去除还会受到环境因素的影响，比如温度、pH值等[31]，相关研究也发现，温度变化会对反硝化细菌产生较大的影响[32]。因此研究不同环境条件下，投加不同固体碳源对活性污泥反硝化性能的影响，可以用来指导实践应用，具有很深的现实意义。本实验就选取了废报纸、梧桐叶、PLA、PHA作为固体碳源，控制污水温度、pH值，探讨环境条件在投加不同碳源情况下对活性污泥反硝化的影响，以期为固相反硝化的实际应用提供依据。
1 材料与方法
1．1 实验材料
普通废报纸（PAP）；自然脱落的枯黄梧桐叶（LEA）；PLA材料；PHA材料。
硝酸钾、亚硝酸钠、磷酸二氢钾、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、浓硫酸等实验室常用药品，分析纯。
1．1．1 材料来源
活性污泥取自南京仙林污水处理厂CAST曝气池（污泥浓度为6000mg/L）；废报纸为普通废弃不用的报纸；枯黄梧桐叶于秋天收集自大学校内；PLA、PHA材料购自国内某生物材料公司，颗粒直径约0.3cm左右。
1．1．2 反硝化配水
配水采用自来水中加入硝酸钾和磷酸二氢钾，使其中硝态氮浓度为50mg/L，磷浓度为10mg/L。
1．2 实验装置
用250ml锥形瓶作为反应器进行反硝化实验，以封口膜密封，即可形成一个缺氧的环境。
实验方法
1．3．1 碳源材料的预处理
把废报纸和梧桐叶洗净后自然风干，然后剪成长宽小于1cm的小块，放入广口瓶或封口袋中，保存在干燥器中备用。
1．3．2 活性污泥的驯养
将取回来的污泥放置到恒温培养箱中，添加浓度为5:1的硝酸钾和磷酸二氢钾营养液，并添加四种固体碳源材料，设置水利停留时间为24h；定时换水，并监测出水硝态氮浓度，待出水硝态氮浓度趋于稳定后，开始反硝化实验。
1．3．3 环境条件对反硝化的影响
采用批式实验的方法研究温度、pH的影响。将相同质量（1g）的废报纸、梧桐叶、PLA材料、PHA材料分别放到250mL锥形瓶中，空白对照组不加碳源，加入100mL配水，接种活性污泥，活性污泥浓度在1g/L左右，放入恒温培养箱培养。设置HRT为24h，通过调节恒温箱温度改变反硝化温度条件(设置15℃、20℃、25℃、30℃、35℃六组温度梯度)，以HCl和NaOH溶液调节进水pH（设置4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5六组pH梯度）。
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