污水处理系统中聚磷菌群对铁盐胁迫的响应机理研究

论文摘要

污水处理中常投加铁盐来强化除磷,实验采用A/O/A模式运行的SBR反应器,对比研究了在铁盐（FeSO4）投加量在0（空白对照Q1）、0.02 mM（微量投加Q2）、0.25 mM（常量投加Q3）条件下,系统碳氮磷去除效率、污泥特性以及菌群结构演替,尤其是聚磷菌群的变化规律,研究结果表明:Q1、Q2和Q3系统对C、N、P的平均去除率分别为NH4+-N:96.1%、95.8%、97.3%;TN:74.5%、76.5%、71.1%;COD:89.5%、93.1%、92.7%;TP:74.3%、83.8%、86.5%。铁盐的投加对NH4+-N的去除基本没有影响,微量投加使得TN去除率提高2.0%,COD去除率提高3.6%,TP去除率提高9.5%;常量投加的TN去除率降低3.4%,COD去除率提高3.2%,TP去除率提高12.2%;铁盐投加量越大,MLSS和MLVSS升高越多,活性污泥沉降性能更好。通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）可知,常量铁盐投加的系统中,大量球菌成对或四个叠加出现,Q1、Q2和Q3系统污泥中P元素的质量占比分别为1.54%、1.88%和5.13%。100 d末期微量组的胞外聚合物（EPS）总量为60.87 mg/g（以MLVSS计）,多糖/蛋白质（PS/PN）的值从1.38上升到2.17,常量组与空白组对比EPS总量减少10.16 mg/g,尤其是PN大量减少。3D-EEM表明,铁盐投加使得EPS中的色氨酸类的蛋白类物质提高,腐殖酸类物质下降。XRD结果显示,投加铁盐的污泥中含有相同形态的磷:FeFe2（PO4）2（OH）2-4H2O,这可能是铁盐的吸附作用吸附磷的主要存在形式。Q2中化学除磷部分为15.4 mg/g（占除磷总量26.4%）,Q3中化学除磷部分为31.9 mg/g（占除磷总量42.2%）。微量铁盐投加可以提高菌群多样性和丰富度,常量铁盐的投加使两者都降低。变形菌门各个时期在污泥中的占比均在70%以上,铁盐投加浓度增加导致亚硝化菌（AOB）略有增加,而硝化菌（NOB）受到抑制。微量铁盐的投加使得系统中的反硝化菌（DNB）和反硝化聚磷菌（DNPAOs）增加,同时微量铁盐的投加使得构成菌胶团的菌属增多。投加铁盐后,聚磷菌中的Accumulibacter含量总体上上升,假单胞菌属（Pseudomonas）消失,脱氯单胞菌属（Dechloromonas）大幅下降,Q1,Q2和Q3中聚磷菌总量的丰度分别为1.47%,2.66%和1.22%,表明微量铁盐的投加对聚磷菌群起促进作用,常量铁盐的投加对其起抑制作用。微量铁盐投加使聚磷菌的最大释磷量从13.75 mg/L上升到19.98 mg/L,对总磷的去除率从74.5%提升到在83.8%,常量铁盐的最大释磷量从13.75 mg/L下降到6.71 mg/L。综合铁盐投加对系统处理效率、污泥性能和微生物种群影响等三个方面,微量铁盐（0.02mM FeSO4）的投加处理效率更好,而且更具经济效益。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 生物脱氮除磷原理

1.2.1 生物脱氮

1.2.2 生物除磷

1.3 铁盐应用于协同除磷

1.3.1 化学协同除磷

1.3.2 铁盐应用于协同除磷及研究现状

1.4 活性污泥中聚磷菌的研究

1.4.1 高通量测序技术

1.4.2 活性污泥中聚磷菌的研究

1.5 研究内容与技术路线

1.5.1 课题来源

1.5.2 研究内容

1.5.3 技术路线

第二章实验材料与分析方法

2.1 实验材料

2.1.1 SBR反应器

2.1.2 实验接种污泥及配水成分

2.2 分析项目及测试方法

2.2.1 实验设备及仪器

2.2.2 水质指标测试项目与方法

2.2.3 污泥形态观察与基本成分测定

2.2.4 胞外聚合物的提取与测定

2.2.5 EPS的三维荧光光谱分析

2.2.6 污泥中磷的X射线衍射测定

2.2.7 污泥中磷形态的SMT法分析

2.2.8 污泥中菌群结构的变化

第三章投加不同浓度铁盐的SBR反应器的性状

3.1 反应器运行方式与驯化

3.2 反应器的污染物去除能力

3.2.1 反应器常规运行性能

3.2.2 铁盐投加对污泥基本性质的影响

3.2.3 周期实验

3.3 污泥的理化性状

3.4 污泥胞外聚合物的组分及含量特征

3.5 EPS的三维荧光光谱

3.6 本章小结

第四章污泥中磷的形态及菌群分布

4.1 污泥中磷的X射线衍射分析

4.2 SMT法测定磷的组分及含量

4.3 不同浓度铁盐的投加对污泥中菌群的影响

4.3.1 微生物群落多样性

4.3.2 微生物群落结构组成演化

4.4 铁盐累计投加对功能菌群的影响

4.4.1 功能菌群的组成变化

4.4.2 系统处理效率与关键菌群间的联系

4.4.3 优势分类群及相关代谢功能

4.5 聚磷菌群对铁盐胁迫的响应

4.6 本章小结

第五章结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 秦慧

导师: 季斌

关键词: 活性污泥,硫酸亚铁,菌群结构,聚磷菌

来源: 武汉科技大学

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: 武汉科技大学

基金: 湖北省自然科学基金项目《废水系统的聚磷菌群对铁盐胁迫的响应机制》(项目编号2017CFB350),广东省科学院院属骨干科研机构创新能力建设专项项目《工业固体废弃物和废水处理及资源化利用创新平台创新能力提升》(项目编号2017GDASCX-0109)

分类号: X703;X172

总页数: 66

文件大小: 4005K

下载量: 99

污水处理系统中聚磷菌群对铁盐胁迫的响应机理研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢