【摘要】：活性污泥法是目前水處理領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工藝,然而自該工藝提出以來(lái)飽受污泥膨脹的制約。針對(duì)于此,各國(guó)研究者已從水質(zhì)、環(huán)境因素及運(yùn)行條件等方面進(jìn)行了大量研究,同時(shí)取得了相關(guān)成果。然而對(duì)于這種以微生物為主體的工藝,污泥沉降性能與生物代謝、優(yōu)勢(shì)菌種之間究竟存在何種關(guān)聯(lián)性,報(bào)道不多。本論文借助分子生物學(xué)手段追蹤了污泥中優(yōu)勢(shì)菌群的演替、監(jiān)測(cè)了微生物的代謝產(chǎn)物含量及組分等的相關(guān)變化,探究污泥沉降性能在不同運(yùn)行條件下產(chǎn)生差異的內(nèi)在原因,以期豐富相關(guān)沉降/膨脹理論。研究主要結(jié)果如下:(1)同樣的進(jìn)水和接種污泥,不同條件運(yùn)行的兩種反應(yīng)器內(nèi)分別誘發(fā)了系統(tǒng)活性污泥粘性膨脹和絲狀菌膨脹。進(jìn)水采用乙酸鈉和可溶性淀粉為碳源(COD貢獻(xiàn)比為3:2),1#反應(yīng)器在低溶氧協(xié)同高負(fù)荷運(yùn)行條件導(dǎo)致活性污泥形成粘性膨脹;而2#反應(yīng)器在正常溶氧及有機(jī)負(fù)荷條件下,Type0914絲狀菌出現(xiàn)過度增殖,進(jìn)而誘發(fā)系統(tǒng)絲狀菌膨脹。16S rDNA高通量測(cè)序結(jié)果顯示,高負(fù)荷協(xié)同低溶氧的環(huán)境刺激了1#反應(yīng)器中Bradyrhizobiu(慢生根瘤菌屬)菌的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng),其分泌的大量胞外粘液中多糖含量的增加是誘發(fā)系統(tǒng)發(fā)生粘性膨脹的主要原因。2#反應(yīng)器中的絲狀菌膨脹污泥中,Chloroflexi(綠彎菌門)菌和Saprospiraceae(腐螺旋菌科)菌所占豐度分別高達(dá)13.13%和10.14%。論文認(rèn)為溶解性碳源是導(dǎo)致這兩類菌相伴生長(zhǎng)、進(jìn)而誘發(fā)活性污泥絲狀菌膨脹的主要原因。(2)AAO脫氮除磷(Ⅰ階段)、AO脫氮(Ⅱ階段)、好氧除碳(ⅡⅠ階段)這3種工藝中,活性污泥的沉降性能有所差異。Ⅰ階段沉降性能最佳,其次為ⅡⅠ、Ⅱ階段。結(jié)果表明,1)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)菌及菌群結(jié)構(gòu)都發(fā)生了顯著變化。其中Thiothrix(絲硫菌)菌的相對(duì)數(shù)量是影響污泥沉降性能變化的主導(dǎo)細(xì)菌。在接種污泥和Ⅰ階段Thiothrix(絲硫菌)菌的豐度僅為0.08%和1.51%,Ⅱ階段上升至9.41%,ⅡⅠ階段降至4.29%。Ⅰ階段的厭氧區(qū)對(duì)該菌的生長(zhǎng)具有抑制作用,但Ⅱ階段的缺氧區(qū)卻刺激其優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng);2)三個(gè)系統(tǒng)中微生物種群多樣性Ⅰ階段最高,其次為Ⅱ、ⅡⅠ階段。缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的引入導(dǎo)致系統(tǒng)功能與環(huán)境的復(fù)雜度增加,微生物群落多樣性有所升高;3)微生物群落結(jié)構(gòu)變化對(duì)EPS的組分及含量具有顯著影響,進(jìn)而導(dǎo)致污泥沉降性能改善或惡化的進(jìn)程加劇,污泥沉降性能與松散附著胞外聚合物(loosely bound EPS,LB-EPS)中蛋白質(zhì)/多糖的比值呈正相關(guān);4)反應(yīng)器功能的改變,絲狀菌的類型就會(huì)發(fā)生顯著變化。接種污泥和Ⅰ、Ⅱ、ⅡⅠ階段的優(yōu)勢(shì)絲狀菌分別為Type0092、Sphaerotilus natans(浮游球衣菌)、Thiothrix spp.(絲硫菌)、Nostocoida limicola Ⅱ(諾卡氏菌Ⅱ)。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;X172
【圖文】：

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3.2 反應(yīng)器的啟動(dòng)采用兩套完全相同的傳統(tǒng)推流式好氧除碳系統(tǒng)，分別記為 1#、2#。兩個(gè)反應(yīng)器均為由有機(jī)玻璃制成，有效容積為 9L。溶氧通過曝氣控制，1#系統(tǒng)在運(yùn)行中保持較低的溶解氧 0.5~0.8mg/L 和較高的有機(jī)負(fù)荷 0.6~0.65kgCOD/（kgSS·d）；2#系統(tǒng)維持正常的溶解氧 2~3mg/L，有機(jī)負(fù)荷 0.3~0.35kgCOD/（kgSS·d）。兩套系統(tǒng)的運(yùn)行條件除溶解氧和有機(jī)負(fù)荷之外，其余均保持一致。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段，系統(tǒng)的pH 值控制在 6.5~8.5 之間。反應(yīng)器溫度通過水浴保持在 20~25℃。污泥回流比為75%~100%，進(jìn)水流量為 24L/d，水力停留時(shí)間為 9h。MLSS 為 3000~3500 mg/L，污泥齡控制在 12~15d。

兩套系統(tǒng)運(yùn)行初期（1~9d）污染物去除效果良好，氨氮和 COD 的去除率均達(dá)到 90%以上。生物相豐富，污泥活性良好，其 VSS/SS 為 0.75 左右。然而系統(tǒng)污泥沉降性能發(fā)生短暫惡化，絲狀菌數(shù)量有所增加（圖 3.3b 和圖 3.4a）。這是由于接種污泥采用模擬廢水培養(yǎng)時(shí)，水質(zhì)條件的變化導(dǎo)致系統(tǒng)菌群產(chǎn)生波動(dòng)，絲狀菌對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)程度優(yōu)于菌膠團(tuán)。隨著系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，絲狀菌數(shù)量減少，沉降性能略有

（c. 14d） （d. 40d）圖 3.3 不同時(shí)期 1#系統(tǒng)活性污泥形態(tài)鏡檢（×100）（a.9d） （b.40d）Type0914 Type0914

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779868