低温脱氮菌剂的制备及其强化人工湿地脱氮效能研究

摘要

人工湿地技术以其低耗高效、绿色生态的优点在生活污水的深度处理方面具有广阔的应用前景，但在我国北方寒冷地区，冬季时气温较低，人工湿地处理污水的脱氮效能明显下降。本文从开发低温下具有较高脱氮效能的微生物菌种出发，构建低温脱氮菌剂，研究低温生物强化技术在人工湿地污水处理中的应用，并对低温脱氮菌的作用进行群落结构解析，为低温脱氮菌的工程应用和菌剂构建奠定一定的理论基础。
　　通过富集驯化低温脱氮菌群，并对低温脱氮菌群进行效能评价发现，富集的低温硝化菌群和低温好氧反硝化菌群在10℃下具有较高的脱氮效能，均为耐低温菌。其中低温硝化菌群在氨氮浓度为21.35 mg/L时的硝化效能最好，对氨氮的去除率可达85.62％；好氧条件下，低温好氧反硝化菌群在硝氮浓度为20.14mg/L、碳氮比为5.05时的反硝化效能最好，对硝氮和总氮去除率分别可达55.41%和30.43%，在厌氧条件下，低温好氧反硝化菌群也具有反硝化效能，在硝氮浓度为18.53 mg/L、碳氮比为5.88时的反硝化效能最好，对硝氮和总氮的去除率分别可达95.68%和58.73%。
　　研究低温脱氮菌强化人工湿地的脱氮效能发现，生物强化且水力停留时间为24 h时，相比于对照系统，强化系统的出水氨氮和总氮去除率分别提高了约16.32%和16.41%，强化系统的出水氨氮和总氮浓度分别为7.96 mg/L左右和12.77 mg/L左右，基本能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准；生物强化并缩短水力停留时间为12 h时，相比于对照系统，强化系统出水氨氮和总氮去除率分别提高了约24.46%和24.56%，强化系统的出水氨氮和总氮浓度平均可达7.29 mg/L和12.93 mg/L，能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准，从而在减少出水中副产物的同时增加了日处理量。
　　解析低温脱氮菌的作用发现，低温脱氮菌群中含有Pseudomonas、Bacillus、Flavobacterium、Nitrosomonas和Nitrobacter等具有脱氮功能的微生物菌属，与对照系统相比，在强化系统中以上具有脱氮功能微生物的含量有所增加，从而使强化系统的出水氨氮和总氮浓度降低。Pseudomonas、Bacillus和Nitrosomonas以及土壤中 Nitrospira的含量增加比例较大，可以为低温脱氮菌剂的构建提供理论依据。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 人工湿地技术

1.3 生物脱氮技术

1.4 低温生物强化技术的研究进展

1.5 课题来源及主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 实验分析测定方法

第3章 低温脱氮菌群的富集及效能评价

3.1 低温脱氮菌群的富集

3.2 温度对低温脱氮菌群脱氮效能的影响

3.3 氨氮浓度对低温硝化菌群硝化效能的影响

3.4 硝氮浓度对低温好氧反硝化菌群脱氮效能的影响

3.5本章小结

第4章 生物强化人工湿地系统脱氮效能研究

4.1 低温人工湿地反应器的启动

4.2 生物强化人工湿地的脱氮效能

4.3 人工湿地系统沿程脱氮规律

4.4 缩短水力停留时间对人工湿地脱氮效能的影响

4.5 人工湿地系统低温脱氮菌强化作用解析

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

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