人工充氧强化好氧反硝化脱氮技术改善微污染水源水质研究

摘要

随着各区域的经济发展与公众需水量的逐年增大，越来越多的湖泊水库成为饮用水水源。我国的湖泊水库普遍存在富营养化、微污染等问题，这些问题会直接影响到饮用水水质安全。针对这些问题，本研究提出了人工充氧与好氧反硝化微生物修复相结合的思路，对好氧反硝化菌进行了脱氮特性研究，并对高效好氧反硝化菌进行菌源重组及原水投菌小试试验，为人工充氧与生物修复改善水质技术提供可靠依据。研究得到的主要结论如下：
　　（1）本研究从山东某水源水库沉积物中筛选出126株贫营养好氧反硝化细菌，其中，菌株JY78表现出良好的好氧反硝化脱氮特性。经形态学和分子生物学鉴定，JY78为革兰氏染色阴性不动杆菌属Acinetobacter oleivorans，并具有反硝化菌功能基因—周质硝酸盐还原酶亚基基因（napA）。在培养基条件下，菌株JY78在72h后对硝氮的去除率达到83.65％，总氮的去除率为58.46%。经过36h的硝化反应，菌株JY78氨氮去除率为93.53%，总氮去除率为76.15%。利用响应曲面分析法得到，在C/N为8.0、温度为23℃、转速为38r/min、初始pH为8.15时，菌株能够达到最大硝氮去除率89.79%。
　　（2）通过两组投加贫营养好氧反硝化菌群原水小试试验，研究了菌群对微污染水体的水质改善效果。试验结果表明，投加量为1‰的菌群复配组合2脱氮效果最佳，总氮去除效果最高能达到60.35%，相对于空白对照达到40.60%的去除率，同时硝氮去除率也达到了63.31%。
　　（3）原水小试试验同时研究了适宜提高菌群脱氮效果的投菌量，通过两组实验得到了，菌剂的投加量与菌剂的脱氮效果不成正比关系，菌剂的最优投加量为0.1‰的原水量。
　　（4）针对水库水质低温、微污染、贫营养的特点，进行人工充氧模拟水库扬水曝气改善原水水质小试试验，以氮污染物浓度变化为指标确定适宜水体自我修复的溶解氧范围。实验表明，低温、微污染、贫营养水体的最适宜溶解氧范围为4-5mg/L，在此条件下相较于初始值总氮能够达到最高去除率50.82%，硝氮去除率可达到90.08%。

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1.绪论

1.1水资源现状

1.2水源主要污染物的危害及去除

1.3微污染水源水处理方法

1.4好氧反硝化脱氮机理及进展

1.5人工充氧-生物修复技术组合

1.6课题研究意义及内容

2高效好氧反硝化-异养硝化菌的脱氮特性研究

2.1微生物培养基

2.2菌株筛选

2.3菌株鉴定

2.4菌株脱氮特性分析

2.5试验指标测定方法

2.6菌株鉴定结果分析

2.7菌株脱氮特性结果分析

2.8小结

3投菌净化微污染水源水小试研究

3.1菌种间自适应构建及菌源生态重组

3.2投菌净化微污染水源水小试

3.3小结

4 低温条件下溶解氧条件对改善微污染水质的小试试验研究

4.1原水水质

4.2材料与方法

4.3试验结果与分析

4.4结论

5结论与展望

5.1结论

5.2本文创新之处

5.3需要解决的问题

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果