盐度对SBR和SBBR工艺短程硝化反硝化的影响

摘要

本论文利用序批式活性污泥反应器(SBR)和序批式生物膜反应器(SBBR)，研究了盐度变化对污染物去除和短程硝化反硝化稳定性的影响。
　　(1)用全程硝化污泥为接种污泥，在盐度0.6％条件下控制供气量(360mL/min)和反应温度(30℃)，经3个月启动时间两个反应器内均实现了高效短程硝化反硝化。进水盐度从1.0％逐步升高到5.0％时，盐度的提高未对两个反应器内COD的去除产生明显抑制作用。进水盐度在1.0％-4.5％范围时，两个反应器出水NH4+-N、NO2--N和NO3--N分别小于1.0，0.5，0.5 mg/L，盐度的提高未对两个反应器的硝化过程和反硝化过程产生抑制作用;在此盐度范围内，SBR中亚硝酸盐积累率(NAR)均在97.00％以上，SBBR中NAR均在95.00％以上。进水盐度提高到5.0％时，SBR和SBBR分别运行9d和7d后，NH4+-N的氧化过程几乎被完全抑制，短程硝化被彻底破坏。
　　(2)进水盐度从0.6％逐步升高到5.0％时，SBR和SBBR中污泥容积指数(SVI)随盐度的增加先增加后降低。盐度在1.0％-3.0％范围时，SBR活性污泥、SBBR中悬浮污泥和生物膜的微生物活性比耗氧速率(SOUR)均随盐度的提高逐渐降低。盐度在1.0％-5.0％范围时，三种来源微生物的比氨氧化速率(SAOR)、比亚硝酸盐还原速率（SNIRR）和比硝酸盐还原速率（SNARR）均随盐度的增加出现不同程度的下降。盐度增加对三种来源微生物的SAOR抑制程度均大于对SNIRR和SNARR的抑制程度，说明NO2--N和NO3--N还原菌相比硝化细菌具有更强的耐盐能力。此盐度范围内，三种来源微生物的SNIOR均未检测出，盐度为1.0％-3.0％范围时，未检测出是因为短程消化稳定性未遭到破坏;盐度为5.0％时，未检测出是因为硝化反应被抑制。各盐度条件下，SBBR悬浮污泥微生物活性均高于生物膜上微生物活性。
　　(3)微生物胞外聚合物(EPS)分析结果表明，SBR活性污泥、SBBR中悬浮污泥及生物膜的可溶性微生物产物(SMP)、松散附着型EPS(LB-EPS)和紧密附着型EPS(TB-EPS)中的蛋白质(PN)、多糖(PS)都随盐度的提高先增加后降低，均在盐度为2.0％条件下达到最大值。盐度在0.6％-5.0％范围时，三种来源微生物的SMP、LB-EPS和TB-EPS样品中均出现4个荧光峰，2个与类蛋白荧光有关，2个与类腐殖酸荧光有关。随着盐度的增加，三种来源微生物的LB-EPS样品中类腐殖酸荧光有明显变化，说明盐度的增加对LB-EPS中腐殖酸的组成和结构有明显的影响。SBBR中悬浮污泥EPS的类腐殖酸荧光峰变化比生物膜明显（主要表现在LB-EPS）。据EPS的傅里叶红外光谱分析结果，盐度在0.6％-5.0％范围时，三种来源微生物的SMP、LB-EPS和TB-EPS红外光谱吸收峰相似，但吸收峰的相对振动强度随盐度的增加而变化。

目录

声明

摘要

0 引言

1 绪论

1．1 高盐废水的来源

1．2 高盐废水生物处理研究现状

1．2．1 盐度对活性污泥法的影响

1．2．2 盐度对生物膜法的影响

1．2．3 盐度对好氧颗粒污泥的影响

1．2．4 盐度对污泥沉降性能的影响

1．3 短程硝化反硝化研究现状

1．3．1 短程硝化反硝化研究进程

1．3．2 短程硝化反硝化国内外研究现状

1．4 本课题的研究目的和主要研究内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．4．3 创新点

2 实验材料与研究方法

2．1 接种污泥

2．2 模拟废水

2．3 试验装置

2．4 测定项目及分析方法

2．4．1 常规项目分析方法

2．4．2 微生物活性测定方法

2．5 微生物产物EPS的提取和分析方法

2．5．1 EPS的提取和测定

2．5．2 三维荧光光谱分析

2．5．3 傅里叶变换红外光谱分析

3 盐度对SBR和SBBR系统短程硝化反硝化的影响

3．1 盐度对污染物去除效果的影响

3．1．1 盐度变化对COD去除效果的影响

3．1．2 盐度变化对氮去除效果的影响

3．2 盐度对SBR和SBBR周期内氮、pH、DO和ORP变化的影响

3．2．1 盐度对SBR周期内氮、pH、DO和ORP变化的影响

3．2．2 盐度对SBBR周期内氮、pH、DO和ORP变化的影响

3．3 本章小结

4 盐度对SBR和SBBR污泥沉降性能和微生物活性的影响

4．1 盐度对SBR和SBBR污泥沉降性能的影响

4．1．1 盐度对SBR污泥沉降性能的影响

4．1．2 盐度对SBBR污泥沉降性能的影响

4．2 盐度对SBR和SBBR微生物活性的影响

4．2．1 盐度变化对SOUR的影响

4．2．2 盐度变化对SAOR的影响

4．2．3 盐度变化对SNIOR的影响

4．2．4 盐度变化对SNIRR的影响

4．2．5 盐度变化对SNARR的影响

4．2．6 盐度变化对DHA的影响

4．3 本章小结

5 盐度对EPS特性的影响

5．1 盐度变化对EPS中PN和PS的影响

5．1．1 盐度变化对SBR系统EPS中PN和PS的影响

5．1．2 盐度变化对SBBR系统EPS中PN和PS的影响

5．2 不同盐度下EPS三维荧光光谱

5．2．1 不同盐度下SBR系统EPS三维荧光光谱

5．2．2 不同盐度下SBBR系统EPS三维荧光光谱

5．3 不同盐度下EPS红外光谱

5．3．1 不同盐度下SBR系统红外光谱

5．3．2 不同盐度下SBBR系统红外光谱

5．4 本章小结

6 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表的学术论文