反硝化除磷系統(tǒng)的馴化及其N2O排放研究.pdf

1、基于反硝化聚磷菌(Denitrifying Phosphorus Removing Bacteria，DPB)的新型生物反硝化除磷技術(shù)是目前國內(nèi)外污水處理領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。該技術(shù)較好地克服了傳統(tǒng)污水脫氮除磷實(shí)踐過程中所暴露的諸多問題，如節(jié)省占地面積和基建費(fèi)用(缺氧反硝化和厭氧釋磷兩反應(yīng)器合二為一)、降低能耗(耗氧攝磷改為缺氧攝磷)、提高碳源利用率(一碳兩用)、減少污泥產(chǎn)量(反硝化菌與聚磷菌兩種菌被反硝化聚磷菌一種菌替代)等。近年來，

2、在污水脫氮除磷領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但DPB畢竟屬于反硝化菌中的一類，而反硝化菌普遍具有產(chǎn)氧化亞氮(N2O)的能力，因此該技術(shù)在推廣應(yīng)用過程中不可避免地面臨N2O排放的潛在危害。
　　 本文主要研究內(nèi)容有：一，比較了不同的工藝條件對反硝化除磷系統(tǒng)馴化的影響；二，研究了不同C/N對反硝化除磷系統(tǒng)N2O排放的影響；三，從反硝化除磷系統(tǒng)中篩選出反硝化聚磷菌，并研究了其生物學(xué)特性。結(jié)果如下：
　　 (1)以城市河道底泥為種泥

3、，采用厭氧-缺氧-好氧(A系統(tǒng))和厭氧-缺氧(B系統(tǒng))2種工藝條件，馴化反硝化除磷污泥。經(jīng)過2種工藝條件一段時(shí)間的馴化，均得到高效穩(wěn)定的反硝化除磷系統(tǒng)。相比之下，馴化初期A系統(tǒng)的脫氮除磷效果優(yōu)于B系統(tǒng)；馴化中期，B系統(tǒng)的脫氮除磷效果明顯提高；到馴化后期，A、B兩個(gè)系統(tǒng)均保持較高的脫氮除磷效果，且兩個(gè)系統(tǒng)間沒有明顯差異。采用PCR-DGGE技術(shù)分析A、B兩個(gè)系統(tǒng)的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，A、B兩個(gè)系統(tǒng)的微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著

4、差異。
　　 (2)試驗(yàn)還在COD分別為150和300 mg.L-1的條件下，研究了不同C/N對氮磷去除率及N2O排放的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩種COD處理下，隨著C/N的提高，總氮(TN)和總磷(TP)的去除率均上升，而脫氮過程中N2O-N所占的比例均下降；在相同的C/N下，和低濃度COD(150mg.L-1)相比，高濃度COD(300mg.L-1)下TN和TP的去除率上升，脫氮過程中N2O-N所占的比例則下降。如COD為300mg

5、.L-1條件下，C/N為5、7.5、10時(shí)，系統(tǒng)TP的平均去除率分別為69.64％、81.30％、84.10％，TN去除率為78.24％、84.07％、89.95％，脫氮中N2O-N所占的比例分別為0.22％、0.11％、0.05％。COD為150mg.L-1的條件下，C/N為3.75、5、10時(shí)系統(tǒng)TP的去除率分別為24.81％、53.19％、67.61％，TN的去除率分別為18.10％、43.69％、72.94％，脫氮中N2O-N所

6、占比例為8.94％、2.33％、0.15％。
　　 (3)從反硝化除磷系統(tǒng)中分離出21株細(xì)菌，通過硝酸鹽還原產(chǎn)氣試驗(yàn)、聚β-羥基丁酸(PHB)、異染顆粒染色、脫氮除磷率等一系列檢測試驗(yàn)，確定其中3株為反硝化聚磷菌(DPBA511，DPBA9和DPBA10)，這3株菌在富磷培養(yǎng)基中氮、磷的去除率都在50％以上。根據(jù)16S rDNA序列的系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)DPBA511與β變形菌綱(β-proteobacteria)中的Dechlo