自清洗式活性生物滤池的启动运行和生物特性研究

摘要

随着社会城镇化的发展，污水处理要求不断提高，部分城市污水处理厂生化处理出水无法满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)关于一级 A标准的要求。占地面积小，运行操作简单的自清洗式活性生物滤池在污水深度脱氮处理方面具有广大的应用前景。本文比较了自清洗式活性生物滤池的自然挂膜法和人工接种污泥法两种启动方式，研究了滤速、碳源投加量等因素对污染物质去除效果的影响，建立了滤层内部空隙率的计算模型。使用最大或然数法对自清洗式活性生物滤池内部的生物量进行了测算，使用飞纳台式扫描电镜对滤料表层进行了观察并利用Matlab软件计算了滤料表层生物膜的分形盒维数，通过高通量测序方法研究了滤池内部的生物种群结构。得出的主要结论如下：
　　（1）自然挂膜法启动阶段28d内，COD的去除率最高为17.50％，最低仅为2.17%；TN的去除率最高为9.84%，最低仅为1.38%；TP的去除率在最高为22.76%，最低为1.87%。人工接种污泥法启动阶段7d内，对COD的去除率达到48.60%，对总氮的去除率达到52.60%，对TP的去除率达到46.32%。人工接种污泥法运行阶段，最佳滤层段生化反应时间为18min；选取乙醇作为碳源时，碳源补充量以30mL/m3为宜。
　　（2）自清洗式活性生物滤池滤层内部三点取样测得生物量分别为1.6×106cfu/mL,40.3×106cfu/mL,56.1×106cfu/mL，对应三点滤料表层生物膜的分形盒维数分别为2.1376，2.1425，2.1431。分形盒维数和生物量的对数值之间存在线性关系。
　　（3）自清洗式活性生物滤池滤层中部，聚磷功能菌达到8.9×106cfu/mL，反硝化功能菌达到2.426×106 cfu/mL。从科与属的水平上来看，自清洗式活性生物滤池内含具有脱氮功能细菌的丛毛单胞菌科（Comamonadaceae）、含具有厌氧硝酸盐呼吸功能细菌的氢噬胞菌属（Hydrogenophaga）成为优势科属。自清洗式活性生物滤池生物群落的多样性低于生化池内生物种群的多样性。

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1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 研究目的及研究内容

1.3 本章小结

2 试验装置与材料

2.1 试验进水水质

2.2 自清洗式活性生物滤池试验装置的总体设计

2.3 本章小结

3 自清洗式活性生物滤池的运行特性研究

3.1 进出水水质分析主要检测方法

3.2 自清洗式活性生物滤池自然挂膜条件下的有效滤层特性研究

3.3 自然挂膜运行条件下的试验安排

3.4 人工接种污泥挂膜运行条件下的试验安排

3.5 本章小结

4 自清洗式活性生物滤池的生物特性研究

4.1 样品采集

4.2 微生物数量分布

4.3 样品扫描电镜试验

4.4 分形理论在滤料生物膜描述方面的应用

4.5 自清洗式活性生物滤池生物种群结构分析

4.6 本章小结

5 结论与建议

5.1 主要结论

5.2 建议

参考文献

致谢

个人简历 硕士在读期间的学术研究成果