生物滴濾池對氨氣的去除機(jī)理和生物多樣性研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，城區(qū)不斷向外擴(kuò)張，許多原來建在遠(yuǎn)離居民區(qū)的城市污水廠逐漸被居民區(qū)包圍。污水廠在用生物技術(shù)處理污水的同時，產(chǎn)生的惡臭氣體對周圍生態(tài)環(huán)境及居民的生活造成的影響日趨嚴(yán)重。NH3是污水廠中最主要的致臭物質(zhì)，已有研究證實(shí)生物滴濾池是一種有效的除氨工藝。但大多數(shù)研究都是相關(guān)工藝參數(shù)的選取以及對去除效果的驗(yàn)證，而涉及到具體生物去除過程與反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理的理論性研究則相對缺少。本次研究對污染物的去除機(jī)理和滴濾池中生物相特征進(jìn)行探索，

2、希望可以對相關(guān)基礎(chǔ)理論起到補(bǔ)充作用，同時為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）利用生物滴濾池處理含低、中、高濃度氨氣的臭氣，驗(yàn)證不同運(yùn)行參數(shù)條件下氨的去除效果。
　?。?）通過控制運(yùn)行參數(shù)來改變實(shí)驗(yàn)條件，考察連續(xù)運(yùn)行的處理效果以及循環(huán)液中各污染物濃度的變化情況，建立平衡方程式。分析N元素的轉(zhuǎn)移途徑和污染物去除機(jī)理。
　?。?）運(yùn)用分子生物學(xué)中的遺傳學(xué)技術(shù)深入研究反應(yīng)器微生物的多樣性和相對豐度，分析滴濾池中微

3、生物的生化作用對處理效果的影響。
　　所取得的主要結(jié)論如下：
　?。?）接種活性污泥后，采用連續(xù)曝氣并噴灑循環(huán)液的掛膜方法，經(jīng)馴化后去除臭氣，平均進(jìn)氣氨濃度保持在1.45mg/m3，平均出氣氨濃度為0.43mg/m3，氨去除率達(dá)69.01％。
　　（2）以進(jìn)氣濃度、氣體停留時間（氣速）和噴淋強(qiáng)度3個因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)來探究不同的運(yùn)行參數(shù)對滴濾池去除氨氣效果的影響。對氨氣去除率影響最大的是進(jìn)氣濃度，其次是噴淋強(qiáng)度，影響最小

4、的是氣體停留時間。當(dāng)進(jìn)氣濃度為19~22mgNH3/m3，停留時間為15s，噴淋強(qiáng)度為64L/(h?m2)時，去除率達(dá)到最高。
　?。?）在特定的反應(yīng)器工況條件下，對含低、中、高濃度氨的臭氣進(jìn)行處理，確定氨去除過程的反應(yīng)機(jī)理和N元素平衡。對各層填料去除效果進(jìn)行分析，根據(jù)理想推流式反應(yīng)器模型以及Monod方程建立氨氮去除模型方程式，并對方程進(jìn)行擬合，估計(jì)方程中未知參數(shù)。結(jié)果表明，半速率常數(shù)K=11.29mg/m3，最大基質(zhì)消耗速率v

5、m=3.37mg/s。
　?。?）應(yīng)用Illumina平臺高通量測序技術(shù)分析了生物滴濾池內(nèi)樹皮和木炭填料表面的微生物群落結(jié)構(gòu)的多樣性?？傆?jì)有242個OTU，生物滴濾池處理系統(tǒng)中存在豐富的功能性細(xì)菌，細(xì)菌優(yōu)勢程度排序?yàn)椋寒愷B(yǎng)硝化菌-好氧反硝化菌Bacillus_unclassified、硝化細(xì)菌屬Rhodanobacter、慢生根瘤菌屬Bradyrhizobium和Bradyrhizobiaceae、腸球菌屬Enterococcus