污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮原理與關(guān)鍵技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 污水地下滲濾系統(tǒng)概述 1
1.1.1 污水地下滲濾系統(tǒng)的水力學特征及其技術(shù)特點 3
1.1.2 污水地下滲濾系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀 7
1.2 污水在地下滲濾系統(tǒng)中的氮形態(tài)及其歸宿 9
1.2.1 有機氮 9
1.2.2 氨態(tài)氮 9
1.2.3 硝態(tài)、亞硝態(tài)氮 10
1.3 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的生物學過程 10
1.3.1 氨化 11
1.3.2 硝化 12
1.3.3 反硝化 13
1.3.4 厭氧氨氧化 15
1.3.5 厭氧鐵氨氧化 16
1.3.6 共反硝N20、N2 16
1.3.7 亞硝酸型厭氧曱烷氧化 17
1.4 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的其他過程 17
1.5 污水地下滲濾系統(tǒng)強化脫氮研究進展及存在問題 18
1.5.1 強化脫氮研究進展 18
1.5.2 脫氮研究存在的問題 21
第2章 污水地下滲濾系統(tǒng)復(fù)合生物基質(zhì)及對脫氮微生物種群結(jié)構(gòu)的影響 23
2.1 引言 23
2.2 實驗材料與方法 23
2.2.1 實驗材料 23
2.2.2 實驗方法 24
2.3 結(jié)果與討論 29
2.3.1 復(fù)合生物基質(zhì)組配及理化性質(zhì) 29
2.3.2 復(fù)合生物基質(zhì)的吸附及硝化與反硝化能力 30
2.3.3 污水地下滲濾系統(tǒng)復(fù)合生物基質(zhì)床體構(gòu)建方法 32
2.3.4 復(fù)合生物基質(zhì)床對基質(zhì)層微環(huán)境及脫氮菌群結(jié)構(gòu)的影響 33
2.4 小結(jié) 37
第3章 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮微生物及氮還原酶活性研究 38
3.1 引言 38
3.2 實驗材料與方法 38
3.2.1 實驗材料 38
3.2.2 實驗方法 39
3.3 結(jié)果與討論 40
3.3.1 脫氮微生物系統(tǒng)的形成與穩(wěn)定及空間分布 40
3.3.2 進水負荷對脫氮微生物空間分布的影響 42
3.3.3 ORP對脫氮微生物空間分布的影響 45
3.3.4 底物補加對脫氮微生物空間分布的影響 47
3.3.5 生物基質(zhì)層有機質(zhì)含量對脫氮微生物空間分布的影響 48
3.3.6 基質(zhì)氮還原酶活性分布特征及其與污水脫氮效果的相關(guān)性 50
3.4 小結(jié) 56
第4章 維系污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮的氧化還原環(huán)境變化特征 58
4.1 引言 58
4.2 實驗材料與方法 58
4.2.1 模擬污水地下滲濾系統(tǒng) 58
4.2.2 基質(zhì)組成 59
4.2.3 基質(zhì)層理化性質(zhì)信號采集 59
4.2.4 樣品分析 61
4.2.5 數(shù)據(jù)處理 61
4.3 結(jié)果與討論 62
4.3.1 基質(zhì)層ORP對進水水力負荷波動的響應(yīng) 62
4.3.2 間歇運行方式對基質(zhì)層ORP變化的影響 67
4.3.3 環(huán)境溫度對基質(zhì)層ORP變化的影響 70
4.3.4 基質(zhì)層ORP空間波動規(guī)律解析 72
4.3.5 基質(zhì)Fe-Mn-S體系對ORP的影響 77
4.3.6 基質(zhì)層ORP變化數(shù)值模擬 80
4.4 小結(jié) 88
第5章 污水地下滲濾系統(tǒng)生物脫氮動力學過程 90
5.1 引言 90
5.2 實驗材料與方法 90
5.2.1 實驗材料 90
5.2.2 實驗方法 90
5.3 結(jié)果與討論 91
5.3.1 硝化動力學過程及影響因素 91
5.3.2 反硝化動力學過程及影響因素 95
5.4 小結(jié) 97
第6章 污水地下滲濾系統(tǒng)脫氮的影響因素及運行控制 98
6.1 引言 98
6.2 實驗材料與方法 98
6.2.1 實驗材料 98
6.2.2 實驗方法 99
6.3 結(jié)果與討論 100
6.3.1 干濕比對脫氮效果的影響 100
6.3.2 進水負荷對脫氮效果的影響 103
6.3.3 碳氮比對脫氮效果的影響 106
6.3.4 溫度對脫氮效果的影響 108
6.3.5 布水方式對脫氮效果的影響 111
6.3.6 生物基質(zhì)層有機質(zhì)含量對脫氮效果的影響 117
6.3.7 曝氣量對脫氮效果的影響 118
6.4 小結(jié) 119
第7章 污水地下滲濾系統(tǒng)釋放氧化亞氮的環(huán)境效應(yīng)與影響因素 121
7.1 引言 121
7.2 實驗材料與方法 122
7.2.1 實驗材料 122
7.2.2 實驗方法 124
7.3 結(jié)果與討論 126
7.3.1 基于15N穩(wěn)定同位素示蹤的污水地下滲濾系統(tǒng)釋放氧化亞氮機理 126
7.3.2 干濕比對氧化亞氮釋放通量的影響 132
7.3.3 進水負荷對氧化亞氮釋放通量的影響 134
7.3.4 碳氮比對氧化亞氮釋放通量的影響 139
7.3.5 生物基質(zhì)層有機質(zhì)含量對氧化亞氮釋放通量的影響 141
7.3.6 曝氣量對氧化亞氮釋放通量的影響 144
7.4 小結(jié) 146
第8章 污水地下滲濾系統(tǒng)氣體堵塞與自適應(yīng)機制 148
8.1 引言 148
8.2 實驗材料與方法 150
8.2.1 實驗材料 150
8.2.2 實驗方法 150
8.3 結(jié)果與討論 155
8.3.1 曝氣對污水地下滲濾系統(tǒng)理化性質(zhì)的影響 155
8.3.2 進水攜帶空氣對氣體諸塞的誘發(fā)過程 159
8.3.3 生物代謝氣體氧化亞氮對氣體諸塞的誘發(fā)過程 166
8.4 小結(jié) 176
第9章 污水地下滲濾系統(tǒng)的工程應(yīng)用 178
9.1 工程概述 178
9.1.1 工程選址 178
9.1.2 水質(zhì)、水量及回用標準 179
9.2 工藝特征及脫氮設(shè)計 179
9.2.1 污水處理工藝流程 179
9.2.2 系統(tǒng)脫氮設(shè)計 183
9.3 工程啟動 186
9.4 工程運行效果 188
9.4.1 污染物去除率 188
9.4.2 進出水氮組成 189
9.4.3 脫氮環(huán)境 189
9.4.4 進出水pH變化 190
9.4.5 處理成本核算 191
9.5 操作條件對氧化亞氮釋放的影響 192
9.5.1 干濕比對氧化亞氮釋放通量的影響 193
9.5.2 水力負荷對氧化亞氮釋放通量的影響 195
9.5.3 氮負荷對氧化亞氮釋放通量的影響 197
9.6 小結(jié) 201
參考文獻 202
附錄1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓練Matlab代碼 213
附錄2 回歸模型模擬結(jié)果比較Matlab代碼 214