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《江苏科技大学》 2012年
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用于脱氮除磷的好氧颗粒污泥培养及微生物结构特征研究

林婷  
【摘要】:好氧颗粒污泥的成功培养及其易于沉降、能耐受高冲击负荷等显著优点,使其迅速成为当前水处理领域的一个研究热点。好氧颗粒污泥内部可形成缺氧区,使其在去除化学需氧量(COD)的同时具备高效同步脱氮除磷功能。本论文以序批式间歇反应器(Sequencing Batch Reactor, SBR)为反应器,利用人工模拟废水培养好氧颗粒污泥,考察颗粒污泥成型过程中污染物去除效果,通过荧光原位杂交染色(FISH)技术分析好氧颗粒污泥硝化菌及聚磷菌的分布,并应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究好氧颗粒污泥微生物群落结构及变化特征,得出以下主要结论: (1)高负荷运行条件有利于好氧颗粒污泥的形成,在3个不同运行周期(4h,6h,12h)的反应器中,运行周期为4h的反应器最早出现了成熟的好氧颗粒污泥。随着进水COD浓度增加,反应器内生物量迅速增加,污泥粒径由0.01mm增加至1cm左右,污泥由接种时的橙黄色絮状,逐渐变化为结构密实、规则的黑色球状或椭球状污泥。培养过程中,随着好氧颗粒污泥的形成,污泥的沉降速率逐渐增加,由最初的0.3cm/s增加至10cm/s,污泥浓度在第140d后稳定在7500mg/L左右,污泥容积指数为35mL/g。 (2)成熟的好氧颗粒污泥在高负荷运行条件下,对COD、总磷、总氮及氨氮均有很好的去除效果。颗粒污泥成熟后,进水COD、总磷、总氮及氨氮的浓度为1500mg/L、7.5mg/L、80mg/L和60mg/L,出水COD始终维持在100mg/L以下,总磷、总氮和氨氮分别低于0.8mg/L、30mg/L和8mg/L,去除率分别为94.5%、89.4%,62.92%和89.4%。 (3)扫描电镜观察可发现,成熟的颗粒污泥微生物主要由球菌、杆菌和丝状菌等构成,颗粒污泥内外存在许多孔隙,可以为外部基质向颗粒内部传输以及内部微生物生长代谢产物向外逸出提供通道。FISH检测结果表明,颗粒污泥中存在较多的硝化菌和聚磷菌。硝化细菌在污泥颗粒内外表层皆有分布,而聚磷菌则主要聚集在颗粒污泥的外部和部分大孔径的孔隙处。 (4)利用PCR-DGGE技术分析好氧颗粒污泥颗粒化过程中微生物结构特征变化,结果表明,不同时期颗粒污泥微生物群落结构存在差异,40d至120d时亚硝化单胞菌属和丝状菌大量富集,而丝状菌在颗粒污泥解体后(140d)数量明显减少,副球菌属等兼性厌氧菌,在颗粒形成后(80d)大量富集。成熟颗粒污泥中优势微生物种群为副球菌属(Paracoccus marcusii),胶团杆菌(Zoogloea ramigera),红环菌科(Rhodocyclaceaebacterium),亚硝化单胞菌(Nitrosomonas),变形菌门(Proteobacterium),陶厄氏菌属(Thauera)等。
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

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【参考文献】
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