A2SBR反硝化除磷工艺效能及微生物生理生态特征研究

摘要

由于全球性的水体富营养化问题严重，干扰和影响了水资源的可利用价值，给经济发展和人类健康带来了巨大的危害，人们开始逐渐认识到控制污水中的氮磷含量的重要性。因此，研究高效、低耗、无二次污染的氮磷去除技术成为当今水处理界的热点研究课题之一。近年来，反硝化除磷现象的发现，为开发新型的生物脱氮除磷工艺提供了新方向、新思路。
　　以反硝化除磷理论为基础，采用 A2SBR反应器为研究对象，通过试验研究了反硝化聚磷菌(DPB)的选择和富集的必要条件。启动试验表明，常规的脱氮污泥中存在一定数量的 DPB，通过创造合适的培养条件，主要是厌氧/缺氧交替的环境和合适的 C、N值，DPB可快速成为系统中的优势菌群；稳定运行后的系统，除磷所用碳源最少时的 COD：N：P为250：60：10.5，此时C、N、P的去除率均在90％以上；实验选取了影响反硝化除磷的主要因子SRT、NO3-、COD为研究对象，通过试验探讨了这些因子对系统的影响作用机理。在此基础上，对反应器在这些因子作用下，系统现状及未来的发展进行了分析，全面系统地研究了 A2SBR反硝化除磷系统的稳定性及稳定性的评价方法。由试验可知，反硝化除磷系统是较脆弱的系统，工艺的运行控制至关重要，反硝化除磷稳定运行的主要条件是合适的泥龄和出水 NO3-的浓度，在本试验中得出，当进水 COD为250~350mg/L，SRT为18d左右，出水硝氮浓度在1.5~7mg/L时，系统运行稳定性较好。
　　从稳定运行的A2SBR反应器中分离纯化出48株菌。对分离出来的菌种进行吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和聚-β-羟基丁酸(PHB)颗粒染色辅助检验，最终筛选出四株高效反硝化聚磷菌 H16、H19、H24和 Xg。通过生理生化指标测定将它们鉴定到属：前三者属于假单胞菌属(Pseudomonas)，后者属于肠杆菌属(Enterobacter)。并通过光电比浊法测定了 H16、H19、H24和Xg的生长曲线，计算出它们的代时分别为4.6h、9.4h、11.4h和9.1h。
　　探讨了一些较为重要的非生物因子，如温度、pH值对 H16、H19、H24和Xg菌株的脱氮除磷效率的影响。结果表明，在温度为20℃～40℃范围内，菌株的生长和除磷效能受到的影响都不是很大，去除反应的最适温度都在25℃左右，因此温度不会成为该菌株在实际污水处理中的应用障碍。在中温条件下，pH值对菌株的除磷效能影响很大，H16、H19和Xg的生长和去除反应最适宜pH值为中性，而H24在中性偏碱的条件下有较好的生长状况和除磷效能。
　　通过低温诱导驯化，在温度降低到8℃后，最终筛选出生长状况与除磷效能都较好的2株耐冷菌——H16、H24。经过对比研究，发现生长因子的有无对H24的除磷率有一定的影响，而对 H16的除磷率没有明显的影响。在8℃低温条件下，H16的适宜生长环境应是中性偏碱，且在中性时除磷效能最好。而H24的生长状况及除磷效能在偏碱环境中最佳。根据对各菌温度生态幅的研究，H16和H24是耐冷菌。

目录

A2SBR反硝化除磷工艺效能及微生物生理生态特征研究

STUDY ON A2SBR DENITRIFYING PHOSPHORUS REMOVAL PROCESS AND CHARACTERISTICS OF MICROBIAL PHYSIOLOGICAL AND ECOLOGICAL

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 污水脱氮除磷理论及技术的发展

1.2 反硝化除磷新技术的研究现状

1.3 本课题研究目的意义及主要内容

第2章 实验仪器、材料和方法

2.1 反硝化除磷反应器的制作与运行控制

2.2 反硝化聚磷菌的分离

2.3 反硝化聚磷菌的筛选

第3章 反硝化除磷系统的启动与运行调控

3.1 A2SBR反硝化聚磷反应器的启动

3.2 A2SBR反硝化除磷系统的性能

3.3 有机负荷对系统污泥产率影响的对比试验研究

3.4 碳源类型对反硝化除磷系统影响的对比研究

3.5 本章小结

第4章 反硝化除磷系统运行稳定性分析

4.1 COD对除磷系统稳定性的影响

4.2 SRT对系统除磷效果和运行稳定性的影响

4.3 硝氮对除磷系统除磷效果和稳定运行的影响

4.4 在硝氮冲击负荷下系统的发展趋势及稳定性的评价方法

4.5 本章小结

第5章 反硝化聚磷菌生理生态特征及低温诱导

5.1 反硝化聚磷菌筛选鉴定

5.2 反硝化聚磷菌生理生态学特征

5.3 低温下反硝化聚磷菌的研究

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其它成果

哈尔滨工业大学博士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学博士学位论文使用授权书

致 谢

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