【摘要】：內(nèi)碳源反硝化是指在外碳源缺乏時一些微生物如反硝化聚磷菌和反硝化聚糖菌能夠消耗體內(nèi)PHB(聚-β-羥基丁酸酯),為反硝化反應(yīng)提供能量并供其生長及糖原質(zhì)合成。利用內(nèi)碳源驅(qū)動反硝化可以簡化脫氮工藝流程,節(jié)省曝氣量,減小污泥產(chǎn)量,解決污水處理過程中外部碳源缺乏的問題。本實驗利用兩套SBR反應(yīng)器分別培養(yǎng)馴化反硝化聚糖菌和反硝化聚磷菌,考察了 C/N比、碳源類型、電子受體以及內(nèi)、外碳源對聚糖菌反硝化和反硝化除磷的影響,并研究了兩種微生物內(nèi)碳源轉(zhuǎn)化及反硝化N2O釋放情況。實驗結(jié)果如下:以硝酸鹽為電子受體,乙酸鈉為碳源培養(yǎng)微生物,經(jīng)過362個周期的馴化,成功培養(yǎng)出反硝化聚磷菌,缺氧吸磷速率達到23mg/(L·h);經(jīng)過320個周期的馴化培養(yǎng)出反硝化聚糖菌,NO3--N去除速率達到31.3mg/(L·h)。進水C/N比對DPAOs和DGAOs脫氮除磷效果具有重要影響。對于DPAOs,在進水COD濃度為200～500mg/L條件下,控制厭氧時間大于1h,可以同時滿足有機物降至最低和磷達到最大釋放量。進水COD、NO3--N和可溶性P的質(zhì)量比為300:90:15時,去除N、P所需的耗氧有機物最少,P043--P和NOx--N去除率分別達到98.1%和98.8%,缺氧段每吸收1mg磷酸鹽消耗1mg的硝酸鹽;對于DGAOs的系統(tǒng)內(nèi),當進水COD、NO3--N質(zhì)量比為400:60時反硝化性能最佳,NOx--N的去除率為89.1%。對于以乙酸鈉為碳源、硝酸鹽為電子受體培養(yǎng)的DPAOs和DGAOs,以亞硝酸鹽為電子受體時DPAOs缺氧吸磷速率為3.8 mg/(L ·h),僅為硝酸鹽為電子受體時14.8%。DGAOs反硝化速率為5.1 mg/(L ·h),相比以硝酸鹽為電子受體時的39.7mg/(L ·h),速率下降87%,但延長缺氧時間反硝化率仍可達到88%;進水碳源為葡萄糖時兩種微生物的反硝化性能均會下降,DPAOs和DGAOs反硝化速率分別為59.1%、61.4%;缺氧階段外碳源的存在會使DPAOs系統(tǒng)反硝化除磷效果變差,缺氧吸磷率僅為7.7mg/(L·h),較內(nèi)碳源反硝化吸磷率下降了 70%,而DGAOs能夠利用外碳源進行反硝化,且相比內(nèi)碳源驅(qū)動反硝化NOx--N降解速率提高了 4%。兩種微生物PHB的積累和消耗與COD的降解、糖原質(zhì)的合成有良好的相關(guān)性。厭氧階段,COD隨著磷的釋放和PHB的積累被快速消耗,缺氧段PHB降解為反硝化提供能量并再合成糖原質(zhì)。典型周期內(nèi)DPAOs和DGAOs每消耗1mol的PHB分別約生成0.63mol、0.6mol的糖原質(zhì)。進水C/N比越高時,二者厭氧階段PHB的儲存速率和儲存量越大;當以亞硝酸鹽為電子受體或葡萄糖為碳源時,PHB和糖原質(zhì)的合成速率會下降;當缺氧段外加碳源時,PHB濃度仍上升。DPAOs和DGAOs反硝化過程均產(chǎn)生了 N20,后者較前者釋放量高87%。
【圖文】：

２．１．１母反應(yīng)器ＳＢＲ裝置逡逑采用兩套ＳＢＲ反應(yīng)器，編號１＃、２＃，分別培養(yǎng)ＤＰＡＯｓ和ＤＧＡＯｓ。反應(yīng)器均為有逡逑機玻璃管制成的圓柱體，如圖２．１所示。高４５０ｍｍ，內(nèi)徑１４０ｍｍ，有效容積為５Ｌ。反逡逑應(yīng)器底部一側(cè)裝有微孔曝氣砂頭，采用小型空氣壓縮機曝氣，，轉(zhuǎn)子流量計控制曝氣量，逡逑頂部配有機械攪拌器；進水管位于反應(yīng)器上部一側(cè)，由進水泵進水；出水管位于反應(yīng)器逡逑中部，連接電磁閥控制出水；進水泵、攪拌器、空氣壓縮機、和電磁閥連接自控系統(tǒng)，逡逑可實現(xiàn)自動進水、攪拌、曝氣、排水等工序。逡逑攪拌器逡逑Ｐ水位計逡逑。邐排水口逡逑￣＇Ｉ邐■」逡逑蠕動泵邐＃逡逑？邐「逡逑Ｉ流逡逑Ｕ邐邋千~|逡逑水箱邐曝氣機逡逑圖２．１邋ＳＢＲ實驗裝置逡逑Ｆｉｇ．２．１邋ＳＢＲ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑ＤＰＡＯｓ和ＤＧＡＯｓ微生物培養(yǎng)過程中反應(yīng)器運行方式經(jīng)歷了三種模式：厭氧／好氧，逡逑厭氧／缺氧／好氧和厭氧／缺氧，具體周期組成如表２．１所示。逡逑ＩＩ逡逑

２．２批式實驗逡逑２．２．１批式實驗裝置逡逑微生物成熟后采用多個小型ＳＢＲ反應(yīng)器考察其性能，實驗裝置如圖２．２所示，有效逡逑容積為１．５Ｌ。采用人工瞬時進水，磁力攪拌器進行攪拌，空氣壓縮機曝氣，可實現(xiàn)厭氧逡逑／缺氧／好氧反應(yīng)過程。逡逑磁力攪拌器逡逑１邐，逡逑ｆ￣邐１逡逑Ｔ逡逑邐邋＼逡逑Ｔ逡逑Ｔ逡逑￣邋＼逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑ａ逡逑曝氣泵逡逑圖２．２批式實驗反應(yīng)器示意圖逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｂａｔｃｈ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｒｅａｃｔｏｒ逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2700704