厌氧（缺氧）/好氧交替式生物滤池脱氮、除磷特性的研究

摘要

氮磷是微生物生长必须的营养物质，也是水体富营养化的直接诱因。厌氧(缺氧)/好氧交替式生物滤池（AABF）不仅具有同时脱氮除磷功能，同时大量节约碳源。本研究采用厌氧(缺氧)/好氧交替式生物滤池处理含氮磷废水，利用动态投加碳源方式提高系统除磷、回收磷效果，提高AABF厌氧释磷、好氧吸磷，脱氮效率；研究氨氮和硝态氮进水浓度对AABF不同位置释磷、除磷的影响及其在反应器内的分布规律。探索利用GC-MS检测生物膜中PHAs的最佳方法，并分析动态投加碳源激发释磷的运行方式对AABF脱氮、除磷的影响。论文主要研究成果如下：
　　（1）动态投加碳源后AABF的TP、TN去除率有明显提高，动态投加碳源后AABF中的生物膜体内合成了大量PHAs，主要用于PAOs除磷的PHB占PHAs的比例有明显提高，PHAs和PHB占细胞干重也有提高，生物膜中的PHAs和PHB浓度均明显提高，说明动态投加碳源对于AABF中的生物膜储存PHAs有显著作用。
　　（2）氨氮和硝态氮的进水浓度对AABF释磷有较大影响，配制四种含氮进水条件：低氨氮、高氨氮、低硝态氮、高硝态氮，AABF释磷和吸磷变化为：低氨氮进水时AABF释磷量最高，达到40±2 mg·L-1，高氨氮进水时释磷量次之，为35±1.8 mg·L-1。加入硝态氮后， AABF释磷量明显降低，且硝态氮浓度越高，释磷量越低，预计当进水硝态氮浓度高于40 mg·L-1时，AABF在缺氧段的缺氧吸磷能力会大于好氧吸磷能力。
　　（3）AABF中低氨氮、低硝态氮、高硝态氮进水时，好氧最终出水磷浓度维持在3.5±0.18 mg·L-1左右；高氨氮进水条件下AABF出水磷浓度为4.5±0.22 mg·L-1左右。氮源种类和浓度对AABF吸磷速率的影响为：低氨氮、高氨氮、低硝态氮、高硝态氮四种进水条件下吸磷速率依次降低。
　　（4）氨氮在AABF内的去除率较高，低、高浓度的氮源进水去除率均能达到90％以上，最低出水浓度为0.15 mg·L-1、1.5±0.5 mg·L-1；高硝态氮进水时总氮的去除率最高，为78%，低氨氮、高氨氮、低硝态氮进水条件下总氮去除率依次降低，最低为47%。
　　（5）建立了GC-MS分析AABF生物膜中PHAs的合适方法。将生物膜消解、萃取分步进行更有利于准确检测PHAs组分和浓度。检测结果表明，生物膜中含量最多的PHAs为聚3-羟基丁酸，出峰时间为4-6分钟，内标为苯甲酸出峰时间为8分钟；PHAs占细胞干重在动态投加碳源前后分别为1-10%和12-30%。

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1 绪论

1.1 PHAs数量与组成对聚磷菌合成Poly-p的影响

1.2 PHAs生物合成过程

1.3 PHAs合成的前提及最优条件

1.4 生物除磷技术研究进展

1.5 动态投加碳源对PHAs合成的影响

1.6 GC-MS在除磷微生物中PHAs测定的应用

1.7 课题的提出

2 实验装置及方法

2.1实验装置、工艺流程及其运行参数

2.2 生物滤池蓄磷/磷回收、碳源调控方式

2.3 实验运行条件

2.4水质分析项目及方法

2.5 GC-MS分析生物膜中PHAs

2.6 数据处理与分析

3 AABF中氮源对蓄磷/除磷的影响

3.1 氨氮对AABF释磷的影响

3.2 硝态氮对AABF释磷的影响

3.3 综合分析两种形态氮源对AABF释磷的影响

3.4 氨氮对AABF吸磷的影响

3.5 硝态氮对AABF吸磷的影响

3.6 综合分析两种形态氮源对AABF吸磷的影响

3.7 AABF中氨氮的变化

3.8 AABF中硝态氮的变化

3.9 综合分析两种形态氮在AABF内去除效率

3.10 本章小结

4 动态投加碳源对AABF脱氮、除磷，合成PHAs的影响

4.1 动态投加碳源对AABF蓄磷/除磷，脱氮的影响

4.2 动态投加碳源对PAOs体内PHAs合成的影响

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

研究期间发表论文

致谢