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盐度对SBR系统处理低碳氮比废水脱氮性能及微生物群落的影响

2020-12-08阅读(772)

盐度对SBR系统处理低碳氮比废水脱氮性能及微生物群落的影响

论文摘要

本论文采用基于厌氧/好氧/缺氧（AOA）流程的SBR反应器,研究了NaCl质量分数在0%、1%、2%、3%的条件下分别对以乙酸钠为碳源（R1）和以葡萄糖为碳源（R2）的SBR系统的影响。以及以乙酸钠为碳源（R3）的SBR系统在受到盐度为1%的冲击后,盐度回归至0%时,各反应器处理低碳氮比废水（COD/TN=5）的影响。首先,本论文研究了盐度对出水水质的影响,对于R1,当盐度在1-2%的范围内时,COD、TN仍有较高的去除效果（TN≤1 mg/L,COD≤5 mg/L）,COD和TN的去除率分别为97.74%和99.16%。当盐度达到3%时,COD的去除率变化不大（97.84%）,但TN的去除率受到影响,其去除率变为82.06%。当盐度在1%-3%的范围内时,活性污泥系统发生了持续且稳定的短程硝化反硝化过程。对于R2,在四个盐度梯度下,COD的去除率均维持在92.2%以上,但TN的去除率随着盐度的提高而逐渐降低,当盐度为3%时,TN的去除率只有50%。当盐度在1%-3%的范围内时,活性污泥系统发生了持续且稳定的短程硝化反硝化过程。对于R3,在各盐度梯度下,COD与TN的去除率均在85%以上。其在受到20天1%的盐度冲击后,活性污泥系统发生了持续且稳定的短程硝化反硝化过程,并且当盐度回到0%时,其短程硝化反硝化现象仍然存在。其次,本论文研究了盐度对硝化菌与反硝化菌动力学常数的影响。对于R1与R2,随着盐度的提升,硝化菌的动力学常数逐渐下降,反硝化菌的动力学常数先上升再下降。对于R3,在其受到1%的盐度冲击后,盐度回归至0%时,其硝化菌的动力学常数略微有所上升,但仍难恢复至其受盐度冲击之前的水平,反硝化动力学常数在受到1%的盐度冲击后盐度调回0%时,与原先的水平差不多。最后,本论文研究了盐度对SBR系统中微生物群落结构的影响。对于R1,硝化菌中只有Nitrosomonas够适应盐度为3%的高盐环境,而反硝化菌中能够适应盐度在1-3%范围内的菌种有Thauera、Acinetobacter、Denitromonas及Defluviicoccus等。此外采用分子生态网络方法分析了不同盐度下微生物的相互作用关系,结果表明,随着盐度的提升,分子生态网络的节点数逐渐下降,系统的正相关关系逐渐上升。对于R2,在四个盐度梯度下,硝化菌的相对丰度不高,反硝化菌中能够适应盐度为1-3%的高盐环境的菌种有Denitromonas。对于R3,在两种盐度梯度下属于Nitrosomonadaceae的某个属是系统主要的硝化菌,反硝化菌的属有Thauera、Defluviicoccus。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 高盐低碳氮比废水的来源与危害
  •     1.2.1 高盐低碳氮比废水的来源
  •     1.2.2 高盐低碳氮比废水的危害
  •   1.3 高盐低碳氮比废水处理方法
  •     1.3.1 物化法
  •     1.3.2 传统生物法
  •     1.3.3 新型生物技术
  •   1.4 盐度对活性污泥系统的影响
  •     1.4.1 盐度对污泥结构和沉降性能的影响
  •     1.4.2 盐度对微生物群落的影响
  •     1.4.3 盐度对微生物生理的影响
  •   1.5 课题研究目的及内容
  •     1.5.1 研究目的
  •     1.5.2 研究内容
  •   1.6 技术路线
  • 第二章 实验材料与方法
  •   2.1 实验装置及运行方式
  •     2.1.1 实验装置
  •     2.1.2 工艺运行的控制
  •     2.1.3 试验用水与水质
  •     2.1.4 动力学批次实验的装置与运行条件
  •   2.2 分析项目及检测方法
  •     2.2.1 常规分析项目及检测方法
  •     2.2.2 COD的测定
  •     2.2.3 硝酸盐氮的测定
  •     2.2.4 总氮的测定
  •     2.2.5 PCR扩增与16SrRNA高通量测序
  •   2.3 实验仪器、材料
  •     2.3.1 实验仪器
  •     2.3.2 实验材料
  • 第三章 盐度对SBR系统出水水质及污泥性能的影响
  •   3.1 概述
  •   3.2 盐度对出水水质的影响
  •   3.3 亚硝氮的积累与短程硝化反硝化
  •   3.4 盐度对SBR运行周期的影响
  •     3.4.1 盐度对SBR运行周期各形态氮转化的影响
  •     3.4.2 盐度对SBR运行周期pH值变化的影响
  •   3.5 盐度对活性污泥参数的影响
  • 30的影响'>    3.5.1 盐度对SV30的影响
  •     3.5.2 盐度对SVI的影响
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 盐度对SBR系统动力学常数的影响
  •   4.1 概述
  •   4.2 动力学常数的计算方法
  •   4.3 盐度对氨氧化菌的影响
  •   4.4 盐度对反硝化菌的影响
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 盐度对SBR系统微生物群落及分子生态网络的影响
  •   5.1 概述
  •   5.2 样品的采集与编号
  •   5.3 电泳检测实验与PCR扩增结果
  •     5.3.1 电泳检测试验结果
  •     5.3.2 PCR扩增结果
  •   5.4 微生物群落的多样性分析
  •     5.4.1 OUT稀释曲线
  •     5.4.2 微生物多样性指数分析
  •     5.4.3 盐度对simpson指数的影响
  •     5.4.4 微生物群落结构的PCA分析
  •   5.5 盐度对活性污泥系统群落结构的影响
  •     5.5.1 盐度对活性污泥系统门水平的影响
  •     5.5.2 盐度对活性污泥系统属水平的影响
  •   5.6 盐度对活性污泥微生物相互作用的影响
  •   5.7 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士成果及发表的学术论文
  • 导师与作者简介
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王之敏

    导师: 王晓慧,周晓东

    关键词: 盐度,低碳氮比,短程消化反硝化,动力学,微生物群落结构

    来源: 北京化工大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

    单位: 北京化工大学

    基金: 国家重点研发计划项目

    分类号: X703;X172

    DOI: 10.26939/d.cnki.gbhgu.2019.001436

    总页数: 112

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