移动床反应器同步硝化反硝化脱氮特性及机理研究.docx

移动床反应器同步硝化反硝化脱氮特性及机理研究
移动床反应器同步硝化反硝化脱氮特性及机理研究
摘要
随着水污染问题的日益严重，高效的脱氮技术受到了广泛关注。移动床反应器作为一种新型的反应器技术，在脱氮领域中具有潜力。本研究旨在探究移动床反应器中硝化和反硝化脱氮特性及其机理。
在实验中，我们采用了一台实验室规模的移动床反应器，以模拟实际废水处理过程中的条件。通过控制进水COD、NH3-N和DO浓度，我们研究了不同工况下移动床反应器的脱氮性能。实验结果表明，移动床反应器能够实现高效的硝化和反硝化脱氮。在最佳工况下，移动床反应器的脱氮效率可以达到90%以上。
进一步分析发现，移动床反应器中硝化和反硝化脱氮过程可以分为三个阶段：硝化阶段、反硝化阶段和稳态阶段。在硝化阶段，氨氧化细菌（AOB）将NH3-N转化为亚硝酸氮（NO2-N），而在反硝化阶段，反硝化细菌（NOB）将亚硝酸氮（NO2-N）转化为氮气（N2）。在稳态阶段，硝化和反硝化细菌之间形成稳定的竞争关系，通过调控进水COD、NH3-N和DO浓度，可以优化脱氮效率。
此外，我们还研究了移动床反应器中硝化和反硝化细菌的生物学特性。实验结果表明，AOB和NOB在不同环境条件下有着不同的生长特性。AOB在较高的DO浓度下生长迅速，而NOB更适应较低的DO浓度，且对COD浓度较为敏感。
综上所述，移动床反应器作为一种新型的脱氮技术，具有较高的脱氮效率和稳定性。硝化和反硝化脱氮过程可以通过调控进水条件和控制AOB和NOB的生物特性进行优化。移动床反应器研究的结果对于脱氮技术的改进和实际应用具有重要的指导意义。
关键词：移动床反应器，硝化，反硝化，脱氮，机理研究，生物特性
Abstract
Withtheincreasingseverityofwaterpollutionproblems,efficientdenitrificationtechniqueshaveattractedwidespreadattention.Themovingbedreactor,asanewtypeofreactortechnology,haspotentialinthefieldofdenitrification.Thisstudyaimstoexplorethedenitrificationcharacteristicsandmechanismsofsimultaneousnitrificationanddenitrification(SND)inamovingbedreactor.
Intheexperiment,alab-scalemovingbedreactorwasusedtosimulatetheconditionsinactualwastewatertreatmentprocesses.BycontrollingtheinfluentCOD,NH3-N,andDOconcentrations,weinvestigatedthedenitrificationperformanceofthemovingbedreactorunderdifferentoperatingconditions.TheexperimentalresultsshowedthatthemovingbedreactorcanachieveefficientdenitrificationthroughSND.Undertheoptimalconditions,thedenitrificationefficiencyofthemovingbedreactorcanreachover90%.
FurtheranalysisrevealedthattheSNDprocessinthemovingbedreactorcanbedividedintothreestages:nitrificationstage,denitrificationstage,andsteady-statestage.Inthenitrificationstage,ammonia-oxidizingbacteria(AOB)convertNH3-Ntonitritenitrogen(NO2-N),whileinthedenitrificationstage,nitrite-oxidizingbacteria(NOB)convertnitritenitrogen(NO2-N)tonitrogengas(N2).Inthesteady-statestage,astablecompetitiverelationshipisformedbetweenthenitrifyinganddenitrifyingbacteria.BycontrollingtheinfluentCOD