温度对改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统处理特性影响及系统在延边地区应用可行性研究

摘要

随着社会及经济的快速发展，水资源及水污染的问题日益凸显，在节约水资源的同时对水资源的改善与净化也至关重要。生物处理法被广泛应用于城市污水及工业废水处理领域，而生物膜法作为生物处理法之一，因其具有投资少、运行费用低及处理效果好等优点越来越受到人们的关注。本文以Atmosphere-ExposedBiofilm系统为基础，对其进行一定的改良，并以改良前后Atmo sphere-ExposedBiofilm系统为研究对象，以温度为变量，对比分析了不同温度条件下两系统对模拟废水中污染物的处理特性;同时，利用PCR-DGGE技术对不同温度条件下Atmosphere-Exposed Biofilm系统的微生物群落结构进行分析，从微观角度分析温度变化对系统中污染物降解的影响;然后，利用菲尔普斯公式，对温度与改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统中污染物的去除速率间的关系进行研究推导，得到相应各污染物的温度系数;最后，通过耐冲击负荷能力及经济能耗两方面，对改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统进行应用可行性分析。通过研究得出以下几方面的结论:
　　1)在10-35℃温度范围内，Atmosphere-Exposed Biofilm系统COD、TN及TP的出水浓度均随温度的上升而下降。COD及TP的去除率及去除速率随温度的升高而增大，当温度从15℃低温阶段上升至20℃中温阶段时，出现最大变幅。而TN的去除率及去除速率随温度的增加均呈先上升后下降的趋势，在30℃时出现最大值。
　　2)随温度的改变，Atmosphere-Exposed Biofilm系统，Shannon-Wiener指数，菌群相似性等均有变化，菌群演替较为明显。低温阶段Flavobacteriumoncorhynchi与Parachlamydia acanthamoebae UV-7占据优势地位;而在中高温阶段Uncultured bacterium TB127-12、Undibacterium parvum与Unculturedbacterium bf1-54在中高温阶段优势地位显著。
　　3)在10-35℃温度区间，改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统COD、TN及TP出水浓度均随温度的上升而下降。COD去除率及去除速率随温度的升高而增加，与改良前相比改良后系统COD去除率及去除速率均有提高。TN、TP去除率及去除速率随温度的升高而增加，且相比于改良前，在35℃高温及10-20℃低温条件下TN、TP去除率均高于改良前，具有一定的耐受能力。而就去除速率而言，改良后在35℃高温及10-20℃低温条件下TN的去除速率高于改良前，而TP的去除速率在各温度条件下均优于改良前。
　　4)经温度降解动力学研究表明，在一定温度范围内，改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统的污染物降解速率(K)及温度间存在一定的相关性，Atmosphere-Exposed Biofilm系统COD、TN与TP温度系数分别为1.0062、1.0727和1.0336，温度对TN的影响最大，其次为TP，对COD影响最小。而改良后系统COD、TN与TP温度系数分别为1.0073、1.0297和1.0306，温度对TP的影响最大，其次为TN，对COD的影响最小。对改良前后温度与系统反应速度间的菲尔普斯模型进行验证，结果表明:该模型可较好的预测一定温度条件下，改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统中COD、TN、TP的去除速率。
　　5)对改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统与延吉市小营镇污水处理厂处理特性及经济性对比分析，结果，改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统耐冲击负荷能力明显高于延吉市小营镇污水处理厂，同时改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统能耗水平低于延吉市小营镇污水处理厂，即改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统在延边地区具有较强的现场适应性。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 生物膜法处理工艺

1．3 生物脱氦除磷机理

1．4 PCR-DGGE

1．5 研究目的及内容

1．6 技术路线

第二章 实验材料与分析方法

2．1 实验装置

2．2 接种污泥及模拟废水

2．3 水质分析方法

2．4 PCR-DGGE

2．5 实验设计

第三章 结果与讨论

3．1 温度对Atmosphere-Exposed Biofilm系统处理特性的影响

3．2 温度对改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统处理特性的影响

3．3 改良前后Atmosphere-Exposed Biofilm系统温度降解动力学研究

3．4 改良后Atmosphere-Exposed Biofilm系统在延边地区应用可行性分析

第四章 结论

参考文献

致谢

附录