【摘要】：好氧顆粒污泥具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)、好的沉降性能和高的生物量,且對(duì)高強(qiáng)度廢水、沖擊負(fù)荷以及有毒物質(zhì)具有很強(qiáng)的抵抗能力。因此,如何將好氧顆粒污泥系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際廢水處理中的研究,得到了越來(lái)越研究者的關(guān)注。然而,在實(shí)際廢水中,進(jìn)水碳氮比(COD/N)是一個(gè)不斷變化的參數(shù),特別是垃圾滲濾液、污泥消化液等高氨氮廢水,碳氮比例嚴(yán)重失調(diào)。過(guò)低的COD/N環(huán)境會(huì)改變好氧顆粒污泥的理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu),是造成顆粒污泥破裂的一個(gè)重要原因。本文以普通絮狀污泥為接種污泥,在進(jìn)水COD/N(400/100)為4的條件下培養(yǎng)好氧顆粒污泥；考察COD/N的變化(400/200～600/300)對(duì)顆粒污泥理化性質(zhì)和微生物群落的影響；并對(duì)低COD/N(400/100)條件下形成的顆粒污泥的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行探究。結(jié)果表明：(1)在低COD/N(400/100)條件下,好氧顆粒污泥成功形成。經(jīng)過(guò)近140天的培養(yǎng),A、B反應(yīng)器中污泥濃度分別達(dá)到4.94g/L和5.36g/L,污泥SVI30/SVI5保持為1。形成的顆粒污泥具有很強(qiáng)的脫碳除氮能力,其中COD的去除率保持在90%以上,氨氮去除率接近100%。(2)進(jìn)水COD/N由400/100降為400/200后,并未對(duì)顆粒污泥的硝化性能和物理特性產(chǎn)生不利影響。保持COD不變的情況下提升進(jìn)水氨氮濃度至200mg/L,經(jīng)短暫適應(yīng)后,系統(tǒng)污泥濃度快速上升,經(jīng)過(guò)110多天的運(yùn)行,MLSS達(dá)到11.38g/L,而污泥SVI30/SVI5始終保持為1,氨氮去除率達(dá)到98%；繼續(xù)調(diào)整COD/N至600/300,顆粒污泥的物理特性出現(xiàn)了波動(dòng),系統(tǒng)硝化性能發(fā)生惡化。在保持COD/N為2的情況下繼續(xù)提升進(jìn)水氨氮濃度至300 mg/L,污泥濃度和SVI30/SVI5出現(xiàn)了波動(dòng),但MLSS仍保持在9.82g/L以上,污泥SVI30為50 mL/g左右,出水氨氮濃度升高,并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),氨氮去除率僅為34.88%。導(dǎo)致系統(tǒng)硝化性能下降的原因可能是顆粒污泥的內(nèi)部更新和低溫影響的結(jié)果。(3)不同COD/N條件下的DGGE表明,好氧顆粒污泥中的優(yōu)勢(shì)菌為具有穩(wěn)定顆粒結(jié)構(gòu)并參與脫碳除氮的異養(yǎng)菌；FISH實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)好氧顆粒污泥中有硝化菌的存在,主要分布在距顆粒污泥外表面約50～100 u m的顆粒內(nèi)部。(4)低COD/N (400/100)條件下形成的好氧顆粒污泥具有很強(qiáng)的自愈能力。在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間,好氧顆粒污泥首先發(fā)生了破裂隨后又自我恢復(fù)。然而,好氧顆粒污泥的硝化效率并未受到影響,污泥的濃度和沉降性能雖然下降但又隨著系統(tǒng)的恢復(fù)而提高。在系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中具有穩(wěn)定顆粒結(jié)構(gòu)的Sphingomonas spp.逐漸成為顆粒中的優(yōu)勢(shì)菌。
[Abstract]:Aerobic granular sludge has a dense structure, good settling performance and high biomass, and has a strong resistance to high strength wastewater, shock load and toxic substances. Therefore, how to apply aerobic granular sludge system to practical wastewater treatment has been paid more and more attention by researchers. However, in the actual wastewater, the influent carbon to nitrogen ratio (COD/N) is a constantly changing parameter, especially the landfill leachate, sludge digestion liquid and other high ammonia nitrogen wastewater, the carbon to nitrogen ratio is seriously out of balance. Too low COD/N environment will change the physical and chemical properties of aerobic granular sludge and microbial community structure, which is an important cause of granular sludge rupture. In this paper, aerobic granular sludge was cultured under the condition of COD/N (400 / 100) = 4, and the effects of COD/N (400 / 200 / 600 / 300) on the physicochemical properties and microbial community of granular sludge were investigated. The long-term operation stability of granular sludge formed at low COD/N (400 / 100) was investigated. The results showed that: (1) aerobic granular sludge was successfully formed at low COD/N (400 / 100). After nearly 140 days of culture, the sludge concentration in AZB reactor reached 4.94g/L and 5.36 g / L, respectively, and the sludge SVI30/SVI5 was kept at 1. The formed granular sludge has strong decarbonization and nitrogen removal ability, in which the removal rate of COD is above 90%, and the removal rate of ammonia nitrogen is close to 100. (2) after the influent COD/N is reduced from 400 / 100 to 400 / 200, it has no adverse effect on the nitrification performance and physical characteristics of granular sludge. Under the condition of keeping COD unchanged, the influent ammonia nitrogen concentration was raised to 200mg / L. After a brief adaptation, the sludge concentration of the system increased rapidly. After more than 110 days of operation, the MLSS reached 11.38 g / L, while the sludge SVI30/SVI5 remained at 1, and the ammonia nitrogen removal rate reached 98. When COD/N was adjusted to 600 / 300, the physical properties of granular sludge fluctuated and the nitrification performance of the system deteriorated. Under the condition that COD/N was kept at 2, the influent ammonia nitrogen concentration increased to 300 mg/L, sludge concentration and SVI30/SVI5 fluctuated, but MLSS remained above 9.82g/L, sludge SVI30 was about 50 mL/g, effluent ammonia nitrogen concentration increased, and at the end of the experiment, The removal rate of ammonia nitrogen is only 34.88%. The results of internal regeneration and low temperature effect of granular sludge may be the cause of the decline of nitrification performance. (3) DGGE under different COD/N conditions showed that the dominant bacteria in aerobic granular sludge were heterotrophic bacteria with stable granular structure and involved in decarbonization and nitrogen removal; FISH test showed that nitrifying bacteria existed in aerobic granular sludge, mainly distributed in the inner of granules about 50 ~ 100u m from the outer surface of granular sludge. (4) aerobic granular sludge formed at low COD/N (400 / 100) had strong self-healing ability. During the experimental operation, aerobic granular sludge first ruptured and then recovered. However, the nitrification efficiency of aerobic granular sludge was not affected. The concentration and settling performance of aerobic granular sludge decreased but increased with the restoration of the system. Sphingomonas spp. with stable Particle structure during system recovery Gradually become the dominant bacteria in the granules.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2265565