不同運(yùn)行條件下硝化系統(tǒng)的硝化效果及微生物特性研究.pdf

1、本研究是以CSTR和SBR反應(yīng)器的活性污泥硝化系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過改變進(jìn)水氨氮負(fù)荷和SRT，對(duì)比不同運(yùn)行條件下的硝化效果、污泥絮體形態(tài)、污泥微生物特性和硝化細(xì)菌的動(dòng)力學(xué)參數(shù)來研究不同運(yùn)行條件對(duì)硝化系統(tǒng)的影響。同時(shí)考察了硝化細(xì)菌的選擇機(jī)制和硝化細(xì)菌動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響因素。
　　通過對(duì)CSTR和SBR反應(yīng)器的研究，得到以下結(jié)論:
　　(1)CSTR反應(yīng)系統(tǒng)在進(jìn)水氨氮濃度為70mgN/L時(shí)，通過改變其SRT可以實(shí)現(xiàn)短程硝化，但是不能

2、長期維持，并且在繼續(xù)降低SRT時(shí)，也不能重新恢復(fù)短程硝化。因此在污水處理中，僅靠調(diào)整SRT來維持短程硝化是不現(xiàn)實(shí)的，必須還要結(jié)合其他因素共同控制條件，才可能實(shí)現(xiàn)短程硝化的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
　　(2)在SBR反應(yīng)器中，通過提高進(jìn)水氨氮濃度可以快速實(shí)現(xiàn)短程硝化，降低負(fù)荷后最終會(huì)導(dǎo)致NOB抑制解除，短程硝化被破壞，硝化類型向全程硝化轉(zhuǎn)變。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的SRT可以實(shí)現(xiàn)短程硝化，從穩(wěn)定持續(xù)的實(shí)現(xiàn)短程硝化的角度看，SRT=10d是最佳工況,這

3、個(gè)階段可以利用AOB和NOB的增長速率的差異淘洗NOB，并且不會(huì)導(dǎo)致污泥和AOB的大量流失。
　　(3)在污泥培養(yǎng)的過程中，污泥絮體的尺寸大小會(huì)發(fā)生改變。污泥絮體的大小、形狀可以反映污泥對(duì)污染物吸收與降解性能。長期的高負(fù)荷條件，細(xì)菌消耗大量底物進(jìn)行生長繁殖，微生物的增殖和聚集導(dǎo)致了污泥絮體尺寸變大，絮體在聚集和解體過程中受到了擠壓使絮體變得緊實(shí)。不同SRT運(yùn)行條件下的SBR反應(yīng)器的污泥絮體尺寸有很大差別，SRT越小，由于污泥排出較

4、多使微生物不能大量聚集，因此污泥絮體的尺寸越小。
　　(4)在短程硝化下主要的AOB和NOB是Nitrosomonas和Nitrospira，這兩種細(xì)菌被普遍認(rèn)為是可以在底物濃度較高的條件下快速降解底物的r-策略細(xì)菌。在全程硝化中檢測到的AOB是Nitrosomonas，NOB主要是Candidatus Nitrotoga。對(duì)AOB，Nitrosomonas的百分含量隨著SRT的降低而減少，Nitrosomonadaceae的百分

5、含量隨著SRT的降低而增加，對(duì)于NOB，Nitrospira的百分含量隨SRT的降低而減少，Candidatus Nitrotoga的百分含量隨著SRT的降低而增加。系統(tǒng)中優(yōu)勢菌類型的轉(zhuǎn)變與負(fù)荷和SRT有關(guān)，負(fù)荷的大小和SRT的高低是影響細(xì)菌生長繁殖的重要因素。在只有氨氮作為營養(yǎng)源的條件下的微生物群落特性會(huì)一直發(fā)生變化，時(shí)間間隔越小污泥群落差異性越小，不同負(fù)荷下污泥的微生物群落差異性比相同負(fù)荷的污泥差異性更加顯著。不同的SRT會(huì)對(duì)污泥中

6、微生物群落的差異性造成影響，SRT越接近，差異性越小。在整個(gè)污泥馴化過程中，微生物的豐富度和均勻度都在不斷降低。
　　(5)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化可以說明動(dòng)力學(xué)參數(shù)是受多種因素共同影響的，其中底物的轉(zhuǎn)化效率、氮的形式和污泥的絮體形態(tài)均是造成動(dòng)力學(xué)參數(shù)改變的重要條件。r-AOB含量越高的樣本AOB最大比增長速率μAOB,max越高;SRT對(duì)微生物動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化起間接作用，Nitrosomonadaceae的μAOB, max比Nitro

7、somonas大。AOB的氨氮半速度常數(shù)KNH4隨著最大比增長速率μAOB, max增大而增大。溶解氧半速度常數(shù)KO,AOB隨污泥絮體尺寸的增大而增大。NOB的最大比增長速率μN(yùn)OB,max與細(xì)菌的種類有關(guān)，Nitrospira比Candidatus Nitrotoga的值大。NOB的溶解氧半速度常數(shù)KO,NOB可能隨絮體尺寸變大而變大，也可能是隨優(yōu)勢NOB的改變而改變。NOB的KN02可能隨污泥絮體尺寸的增大而增大。
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