【摘要】：相比于傳統(tǒng)的活性污泥,好氧顆粒污泥具有更好的沉降性能和更大的生物量濃度,從而更加節(jié)約工程占地。我國北方污水處理廠的建造施工時間一般為夏季,為了節(jié)約時間,啟動時間往往在冬季,但高緯度地區(qū)冬季漫長,且污水水溫一般在8~10~oC,遠低于污水處理中微生物的最適溫度范圍,使出水的水質(zhì)很難達到國家排放標準。迄今為止,關(guān)于好氧顆粒污泥的研究主要關(guān)注在單一溫度條件的培養(yǎng),很少關(guān)注溫度變化過程對好氧顆粒污泥的影響。本次研究在好氧顆粒污泥反應(yīng)器運行過程中通過改變水溫模擬季節(jié)變化,探究在變溫過程中好氧顆粒污泥胞外聚合物EPS的變化規(guī)律,并結(jié)合微生物群落結(jié)構(gòu)變化分析EPS對好氧顆粒污泥的作用。本次研究在分別獲得低溫好氧顆粒污泥與常溫好氧顆粒污泥后,逐漸改變系統(tǒng)溫度培養(yǎng)。常溫與低溫啟動的好氧顆粒污泥分別在20天和25天形成具有同步硝化反硝化功能的好氧顆粒污泥。在顆粒成熟之后,低溫顆粒粒徑的增速高于常溫。形成顆粒后的系統(tǒng)對于COD、NH_4~+-N與TN均表現(xiàn)出了良好的去除效果,NO_2~--N和NO_3~--N均存在不同程度的積累。溫度變化可使好氧顆粒污泥系統(tǒng)短暫崩潰,顆粒解體,隨后逐漸恢復,恢復粒徑。形成顆粒的過程中EPS濃度會出現(xiàn)先下降后上升,最后維持穩(wěn)定的情況。溫度對EPS影響較大,降溫過程使EPS濃度從37.95 mg/g VSS降低至20.45mg/g VSS,而升溫過程中EPS濃度從26.30 mg/g VSS提升至51.32 mg/g VSS。對于成熟的好氧顆粒污泥來說,溫度升高會刺激細菌更多的分泌EPS。EPS中TB-EPS濃度遠高于LB-EPS,對好氧顆粒污泥的形成有著關(guān)鍵作用。在運行過程中,兩個反應(yīng)器中的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化,對于成熟的好氧顆粒污泥系統(tǒng)來說,變溫過程會豐富群落結(jié)構(gòu),提高微生物群落的α-多樣性。Microbacterium、Tsukamurella、Zoogloea、Flavobacterium為適冷菌,在常溫與低溫條件下都能夠生存且保持較高豐度;Saprospiraceae、Candidatus_Nitrotoga和paracoccus為低溫培養(yǎng)條件下特有的優(yōu)勢功能菌屬,是低溫好氧顆粒污泥系統(tǒng)中的關(guān)鍵菌群。
【圖文】：

利用高通量技術(shù)對好氧顆粒污泥系統(tǒng)進行微生物群落結(jié)構(gòu)解析，分析好粒污泥啟動期、穩(wěn)定器、變溫期和裂解期各時間段中微生物種類的差異性析微生物生物群落演替規(guī)律，發(fā)現(xiàn)各階段優(yōu)勢菌種。從微生物生態(tài)學的角度合反應(yīng)器對廢水處理的效能變化和顆粒形狀，分析變溫過程對微生物群落的影響。5 技術(shù)路線本課題研究的技術(shù)路線如圖 1-1 所示，本次技術(shù)路線是以探究好氧顆粒系統(tǒng)在變溫過程中胞外聚合物的變化規(guī)律為目的，共通過三部分進行輔助。首先分析好氧顆粒污泥在恒溫啟動變溫運行條件下的形成特征，通過對特征、粒徑分布、出水水質(zhì)和污泥屬性的測定共同反映好氧顆粒污泥的生況；第二部分為好氧顆粒污泥在恒溫啟動變溫運行條件下胞外聚合物 EP的變化情況；第三部分為好氧顆粒污泥系統(tǒng)在恒溫啟動變溫運行過程中微群落結(jié)構(gòu)解析，分別從結(jié)合微生物的 α-多樣性和相對群落豐度柱狀圖等手析種群豐度、種群多樣性及群落結(jié)構(gòu)與功能。將三者聯(lián)合分析，最終解析顆粒污泥形成與穩(wěn)定過程的微生物學機制。

- 10 -圖 2-1 反應(yīng)器示意圖方法與運行策略生同步硝化反硝化好氧顆粒污泥，反應(yīng)器，本次實驗的單周期為 4 h，每天可運行 6，去除進水后的厭氧閑置段，在進水后直接后排水，，進入短暫的閑置階段等待下個周進水 5 min→曝氣混勻 5 min→缺氧階段 2遞減)→電磁閥控制出水→閑置 0 min 等待
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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