好氧硝化顆粒污泥的快速培養(yǎng)及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、好氧顆粒污泥是活性污泥微生物在各種選擇壓下通過自固定方式形成的結構緊湊的生物顆粒聚集體。與活性污泥相比，好氧顆粒污泥具有沉降性能好、微生物群落豐富、對有毒物質有良好的耐受性等優(yōu)點。好氧硝化顆粒污泥屬于好氧顆粒污泥的一種，因其出色的脫氮性能，引起了研究者的廣泛關注。但是好氧硝化顆粒污泥形成所需要的時間較長以及在長期運行中的不穩(wěn)定性，嚴重限制了好氧硝化顆粒污泥在高氨氮廢水處理中的應用。本論文研究了強化好氧硝化顆粒污泥快速培養(yǎng)的方法，并考察了

2、有毒物質對好氧硝化顆粒穩(wěn)定性的影響。
　　 針對好氧硝化顆粒污泥形成時間過長的問題，本論文成功應用48.0 mT穩(wěn)恒磁場促進了好氧硝化顆粒污泥形成。掃描電鏡-X射線能譜分析(SEM-EDX)結果顯示磁場有助于活性污泥中鐵聚合物的積累，進而通過改善污泥的沉降性能和刺激胞外聚合物(EPS)的分泌將好氧顆?；瘯r間由41天減少到25天。在磁場環(huán)境下形成的好氧硝化顆粒污泥主要由球菌組成，顆粒結構緊湊密實，而在無磁場環(huán)境下形成的好氧硝化顆粒

3、污泥主要由桿菌組成，結構較為松散。三維熒光光譜(EEM)分析的結果顯示雖然磁場促進了好氧硝化顆粒污泥胞外聚合物的分泌，但并未對胞外聚合物的組分產(chǎn)生影響。反應器的長期監(jiān)測實驗，周期實驗結果顯示在磁場作用下亞硝氮氧化菌(NOB)的生物活性得到一定程度的提高。熒光原位雜交(FISH)分析結果也證實了磁場的存在增大了NOB在細菌群落中所占的比例。這些實驗結果證明磁場在加速好氧硝化顆粒污泥形成方面是有益且可行的。
　　 因群落結構相對單一

4、，以短程脫氮為主的好氧硝化顆粒污泥的性能及穩(wěn)定性易受外界環(huán)境因素的影響。苯酚在石油化工、制藥、焦化及樹脂材料生產(chǎn)等行業(yè)都有大規(guī)模應用使其成為廢水中常見的有毒物質。鑒于苯酚對短程硝化顆粒污泥可能產(chǎn)生的影響，本論文研究了苯酚對于短程硝化顆粒污泥生物活性、理化特性及微生物菌落結構等方面的影響。短期降解實驗，反應器長期實驗及比耗氧速率(SOUR)的測定結果表明苯酚對于短程硝化顆粒污泥中的主要菌群都有抑制作用且隨著苯酚濃度的提高抑制作用更為明顯。

5、當初始苯酚濃度為200 mg/L時，短程硝化顆粒污泥的生物活性受到嚴重抑制。同時，苯酚對氨氧化細菌(AOB)的抑制作用較NOB更為明顯，使得NOB在于AOB的競爭中逐漸處于優(yōu)勢。FISH結果的分析也表明在苯酚影響下AOB所占的比例降低，NOB比例大幅提高。AOB與NOB數(shù)量上的變化最終導致氣提式間歇反應器(Sequencing Batch Airlift Reactor，SBAR)內的短程硝化最終轉變?yōu)槿滔趸^程。掃描電鏡(SEM)觀

6、察結果顯示，在苯酚的影響下，短程硝化顆粒污泥中的主要菌群由球菌轉化為絲狀菌。這種轉變導致好氧硝化顆粒污泥粒徑急劇增大，結構變得松散且沉降性能顯著惡化。苯酚還能刺激短程硝化顆粒污泥分泌EPS。當苯酚濃度提高到300 mg/L后，短程硝化顆粒污泥結塊現(xiàn)象嚴重，短程硝化顆粒污泥被洗出反應器導致生物量大量流失，反應器性能惡化。以上結果顯示在短程硝化顆粒污泥不能承受高濃度苯酚的沖擊，在短程硝化顆粒污泥應用中應去除污水中苯酚或降低苯酚濃度以減小苯酚