可溶性微生物产物的产生及其对反硝化的影响研究

摘要

在污水生物处理过程中，微生物分解代谢水中污染物的同时往往会伴随着副产物-微生物产物的产生，其中可溶性的微生物产物(SMP)将以COD的形式再次溶入水中从而形成潜在的二次污染。本文以SBR工艺中SMP为研究对象，分析其生成过程及影响因素；针对反硝化后续碳源不足问题，考察SMP作为反硝化碳源的可行性，解析SMP利用与反硝化效率之间的关系，为实现SMP的定量控制及促进系统脱氮效能提供理论依据。
　　通过考察环境因子对SMP产生的影响发现，C/N和pH值均对微生物产物的产生有较大影响。在特定C/N范围(2.5-4)内，提高进水C/N可有效降低SMP和胞外聚合物(EPS)的生成量，并且可提高SMP中多糖及蛋白类物质所占比例；酸性或碱性的条件均会使出水SMP浓度升高；但是曝气量对SMP产量的影响并不显著。
　　解析SMP的生成过程发现，在底物充足条件下，微生物代谢底物过程中会产生大量SMP，而在贫养条件下，SMP可再次被微生物作为碳源所利用。在厌氧/好氧/厌氧(A/O/A)和好氧/厌氧(O/A)运行条件下，水中SMP浓度均呈现先上升后下降趋势，且在好氧段末期达到浓度峰值。综合分析，在贫养、好氧条件下，SMP可以被微生物合成利用转化为胞外聚合物(EPS)；在贫养、缺(厌)氧条件下，EPS可被水解溶于水中从而转化为SMP。
　　研究SMP作为反硝化碳源的可行性发现，反硝化菌群可以在贫养、缺(厌)氧条件下胁迫利用SMP作为碳源进行反硝化作用。而微生物在利用SMP进行反硝化作用时并不是完全对SMP直接利用，部分SMP物质是在工艺厌氧段通过水解产酸作用形成乙酸后才能够成为有效碳源被反硝化菌群所利用。通过对比试验发现，在A/O/A运行条件下，系统对TN的去除率约为77.38％，而在O/A运行条件下，TN去除率可提高至84.81%。其中以SMP作为有效碳源进行反硝化作用以实现对TN的脱除，分别占TN总去除率的12.14%和15.8%，说明SMP作为有效碳源对系统总氮去除产生了重要作用。

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第1章 绪 论

1.1课题背景

1.2可溶性微生物产物的概念及性质

1.3可溶性微生物产物的研究进展

1.4 SBR工艺脱氮效能的研究进展

1.5课题来源及研究内容

第2章 试验材料与方法

2.1试验装置及材料

2.2分析方法

第3章 环境因子对可溶性微生物产物产生量的影响

3.1引言

3.2 C/N对微生物产物产生量的影响

3.3 pH值对微生物产物产生量的影响

3.4曝气量对微生物产物产生量的影响

3.5本章小结

第4章 可溶性微生物产物的生成过程解析

4.1引言

4.2运行条件对微生物产物产生量的影响

4.3 A/O/A运行条件下微生物产物的生成过程

4.4 O/A运行条件下微生物产物的生成过程

4.5本章小结

第5章 可溶性微生物产物作为反硝化碳源的可行性

5.1引言

5.2 A/O/A运行条件下SMP与反硝化作用的关系

5.3 O/A运行条件下SMP与反硝化作用的关系

5.4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它成果

声明

《学位论文出版授权书》

致谢