【摘要】：日趨嚴(yán)重的磷污染問題以及由于磷的不可再生所導(dǎo)致的資源匱乏問題都迫使我們急需找到一種既穩(wěn)定高效,又能方便回收的除磷方法。然而傳統(tǒng)除磷方法存在較大的缺陷,如何更好地處理廢水中的磷成為本專業(yè)目前和今后的重點(diǎn)之一。基于磷酸鹽還原反應(yīng)的除磷工藝近年來成為研究熱點(diǎn)之一,從理論上看,其具備能耗低、磷素回收方便、能夠處理高磷廢水等優(yōu)點(diǎn)。本課題對該技術(shù)進(jìn)行研究,在厭氧序批式反應(yīng)器(Anaerobic Sequencing Batch Reactor,ASBR)產(chǎn)磷化氫的基礎(chǔ)上,探索性地采用組合填料型厭氧序批式生物膜反應(yīng)器(Anaerobic Sequencing Batch Biofilm Reactor,ASBBR)、兼氧弱曝氣型序批式反應(yīng)器(Sequencing Batch Reactor,SBR)來進(jìn)行磷酸鹽還原菌(Phosphate Reduction Bacteria,PRB)的培養(yǎng),對各反應(yīng)系統(tǒng)的除磷運(yùn)行效能進(jìn)行動態(tài)研究,并對其馴化前后的微生物種群結(jié)構(gòu)遷移情況進(jìn)行分析,為磷酸鹽還原反應(yīng)的研究奠定了一定的理論及應(yīng)用基礎(chǔ)。以下為主要研究成果:建立了三套不同馴化方式下的磷酸鹽還原系統(tǒng):啟動階段中,1#ASBR、2#ASBBR、3#SBR分別經(jīng)過不同時長的培養(yǎng),上清液磷酸鹽(TP_w)去除率達(dá)到26.50~36.91%、26.12~31.14%、36.53~55.86%,有機(jī)物(COD)去除率達(dá)到95.12~97.83%、93.71~95.46%、92.02~95.60%。在此過程中,總產(chǎn)氣量與磷化氫產(chǎn)量也逐步得到提升,最終三者的氣態(tài)磷化氫(Free-gaseous Phosphine,FGP)產(chǎn)出水平分別為432.79pg、2212.65pg、1907.77pg左右,表明本試驗(yàn)中新的馴化方式可以提高磷化氫產(chǎn)量。穩(wěn)定期內(nèi),粒徑結(jié)果顯示,3#污泥平均粒徑最大,達(dá)到380.197μm。電鏡掃描結(jié)果顯示,各系統(tǒng)中細(xì)菌形態(tài)差別較大,說明不同馴化方式下的長期培養(yǎng)將很大程度地改變優(yōu)勢菌種及其污泥形態(tài)。在對兩套新型反應(yīng)系統(tǒng)的影響因素試驗(yàn)中,2#ASBBR以C/P=100:1、初始pH=8、T=45℃的培養(yǎng)條件為最優(yōu)運(yùn)行效果,與原工況差別較小;3#SBR以C/P=150:1、初始pH=9、T=45℃、高曝氣量為最優(yōu)培養(yǎng)條件,由此可見兼氧馴化后的系統(tǒng)其最佳工況條件發(fā)生了明顯改變。對各系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)下的典型周期動態(tài)監(jiān)測,結(jié)果顯示各系統(tǒng)中結(jié)合態(tài)磷化氫(Matrix-bound Phosphine,MBP)與堿性磷酸酶均呈顯著正相關(guān),趨勢為先上升后下降,表明堿性磷酸酶活性的提高有利于產(chǎn)磷化氫。通過比較各系統(tǒng)的磷化氫產(chǎn)出特性,發(fā)現(xiàn)磷酸鹽發(fā)生還原后均主要以MBP囤積于固相,而相對而言兼氧條件下以FGP氣體形式逸出的程度占比更高,可以推斷污泥本身對磷化氫具有較強(qiáng)吸附性,而一定的氣流擾動可以促進(jìn)磷化氫脫附。2#ASBBR的磷化氫產(chǎn)量在特定點(diǎn)出現(xiàn)突躍,表明在特定狀態(tài)下生物膜體系更有利于磷酸鹽還原反應(yīng)的進(jìn)行。由高通量測序結(jié)果可以看出,2#ASBBR與3#SBR相較于1#ASBR均發(fā)生了不同程度的種群結(jié)構(gòu)縮減,親緣性以1#、2#更好。由馴化前、后的種群類別分布情況可以推斷,參與磷化氫產(chǎn)生的主要功能菌隸屬于變形菌門(Proteobacteria)下。此外,較厭氧系統(tǒng)而言,兼氧系統(tǒng)下微生物富集行為較為獨(dú)特,厚壁菌門(Firmicutes)、Saccharibacteria菌門的豐度增加明顯,推測系統(tǒng)內(nèi)可能含新型兼性除磷菌,但有待進(jìn)一步確認(rèn)。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X172;X703
【圖文】：

不同馴化條件下的磷酸鹽還原特性研究及其微生物種群結(jié)構(gòu)分析主要湖泊或水庫的富營養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù)匯總圖。參考 2015 年的水質(zhì)報告，整體而言養(yǎng)化程度稍有上升。

制造的固體表面特性以及離子交研究表明，經(jīng)過 960℃熱處理后的吸附量達(dá)到 6.4mgP/g[12]。而 Carv量可高達(dá) 152mgP/g，可見人造吸高分子新材料也得到一定關(guān)注。如究，對于中溫環(huán)境下的高濃度磷，除磷吸附劑，其價格低廉，高效環(huán)性在于處理規(guī)模往往很小，無法的富營養(yǎng)化問題。水中的磷是最早應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中子與水中磷反應(yīng)生成難溶性金屬鹽鹽沉析的人為強(qiáng)化[15]。按工藝流金屬鹽種類，又可分為鈣鹽沉淀圖為各金屬離子與磷酸根反應(yīng)的示

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2721028