基于A/O工艺的降解壬基酚聚氧乙烯醚活性污泥培养的实验研究

摘要

壬基酚聚氧乙烯醚（Nonylphenol Ethoxylates,NPnEO,n为聚合度）是一种非离子表面活性剂，性质稳定，应用广泛。其进入水体后的主要降解产物壬基酚(Nonylphenol,NP)和短链NPnEO具有难降解、疏水性和生物累积性，对生物体表现出雌激素活性，属环境内分泌干扰物质(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)。
　　 国内外学者对环境激素物质的无害化处理进行了大量研究。研究出一些行之有效的降解方法，主要是生物降解和物理化学处理两大类。但是，所有物理化学方法均有其消耗一定资源与能源弱点，目前的研究重点仍然集中在消耗能源较低的生物处理方法上。专家学者对NPnEO的初级生物降解研究较多，对NPnEO的最终生物降解研究较少，较多文献认为NPnEO难以最终生物降解，但也有文献认为NPnEO可发生最终生物降解。
　　 本研究利用A/O工艺，在优化的工艺参数条件下，评价A/O工艺对NP10EO的处理效果，并培养分析降解NP10EO的活性污泥。实验结果表明，在原水中逐步增加NP10EO浓度的这个过程中，活性污泥的性状会受到影响，但随着活性污泥对NP10EO的逐步适应，其状态将逐步改善，污泥性状也趋于稳定。NP10EO浓度的逐渐增大对各种水质指标也造成了影响，随着NP10EO浓度的增大，COD、TN的去除率都将下降，当NP10EO浓度逐步稳定之后，COD的去除率有所回升，TN的去除率也逐渐稳定。A/O工艺中的活性污泥经过短暂的驯化就可对NP10EO产生良好的去除效果，但是NP10EO浓度的大幅度变化会导致去除率的明显下降。利用A/O工艺处理NP10EO,NP10EO会发生最终生物降解，苯环结构被破坏，并在活性污泥吸附的共同作用下，对其降解产物也具有有良好的处理效果。
　　 本研究采用PCR、DGGE等现代分子生物学技术，研究活性污泥中菌群结构的变化，发现随着原水中NP10EO浓度增加，DGGE分析图谱中的谱带有所减少，缺氧池和好氧池中微生物菌群的相似性减小，但随着NP10EO浓度的稳定，两个反应池中活性污泥的菌群的相似性也逐渐增大，菌群结构相对稳定，最终得到了有利于降解NP10EO及其降解产物的微生物菌群。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 我国的水资源情况

1.2 我国的水资源污染状况

1.3 污水处理的方法

1.4 壬基酚聚氧乙烯醚与其环境行为

1.4.1 表面活性剂

1.4.2 壬基酚聚氧乙烯醚

1.4.3 壬基酚聚氧乙烯醚降解产物的危害

1.4.4 壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解行为

1.4.5 壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解途径

1.5 研究的内容与目的

第2章 活性污泥法与A/O工艺

2.1 活性污泥法的基本概念和原理

2.1.1 活性污泥法

2.1.2 活性污泥

2.1.3 活性污泥性状参数

2.1.4 有机底物反应去除动力学

2.2 A/O工艺的基本概念与原理

2.2.1 A/O工艺

2.2.2 好氧和缺氧条件下有机物的代谢

2.2.3 A/O生物脱氮工艺

2.2.4 A/O生物除磷工艺

第3章 NP10EO降解活性污泥的培养

3.1 技术路线

3.2 实验装置

3.3 实验方案

3.3.1 原水的配制

3.3.2 活性污泥驯化方案

3.3.3 实验方法

第4章 实验数据的分析与讨论

4.1 工艺参数

4.1.1 温度

4.1.2 pH

4.1.3 DO

4.1.4 日进水量

4.1.5 污泥龄

4.2 活性污泥性状

4.3 水质指标

4.3.1 化学需氧量

4.3.2 氨氮、硝氮、亚硝氮以及总氮

4.3.3 总磷

4.3.4 NP10EO

4.4 小结

第5章 降解NP10EO活性污泥的分析

5.1 分子生物学方法介绍

5.1.1 聚合酶链式反应

5.1.2 变性梯度凝胶电泳

5.2 材料与方法

5.2.1 活性污泥样品

5.2.2 DNA的粗提与纯化

5.2.3 PCR扩增

5.2.4 DGGE

5.3 结果与分析

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢