【摘要】：本論文在連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)接種部分半硝化和厭氧氨氧化混合污泥,以低碳高氨氮實(shí)際豬場(chǎng)沼液作為處理對(duì)象,首先通過(guò)控制曝氣,逐步提高進(jìn)水氨氮濃度方式啟動(dòng)短程硝化-厭氧氨氧化-耦合反硝化(SNAD)工藝;然后從微生物種群角度出發(fā),運(yùn)用高通量測(cè)序和定量qPCR技術(shù)解析SNAD工藝中生物種群演變及脫氮除碳相關(guān)功能菌群,揭示連續(xù)流SNAD系統(tǒng)高效脫氮除碳的微生物學(xué)機(jī)理;最后通過(guò)調(diào)整水力停留時(shí)間(HRT),考察HRT對(duì)連續(xù)流SNAD工藝脫氮性能的影響,解析其脫氮途徑,并對(duì)最佳HRT工況下污泥脫氮性能進(jìn)行分析。全文結(jié)論如下:(1)接種部分半硝化和厭氧氨氧化混合污泥,控制低溶解氧(DO≤0.2mg·L-1),采用逐步提高進(jìn)水氨氮濃度方式,可在180d內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)流SNAD工藝處理豬場(chǎng)沼液的啟動(dòng);SNAD工藝對(duì)廢水中NH4+-N、TN、COD的平均去除率分別為65.86%、55.39%和75.21%,平均出水濃度為163.93mg·L-1、188.46mg·L-1和96.68mg·L-1;NO3--N和NO2--N的平均積累量分別為10mg·L-1、0.84 mg·L-1;出水(NO3--N+NO2--N)/△NH4+-N值為0.086,低于全程自養(yǎng)脫氮工藝的理論值0.11;反應(yīng)器填料內(nèi)的生物量由3.19mg/個(gè)上升到78.93mg/個(gè),出水中MLSS由15.69mg·L-1下降到4.628 mg·L-1。污泥結(jié)構(gòu)緊實(shí)邊緣規(guī)則平整,顏色呈現(xiàn)亮紅褐色。掃描電鏡照片表明污泥樣品中微生物種類豐富,主要為球菌、桿菌以及少量絲狀菌等微生物,污泥表面粗糙存在利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧傳遞的細(xì)微孔道。(2)污泥樣品的高通量測(cè)序結(jié)果表明,SNAD工藝啟動(dòng)前后主要菌群發(fā)生了較大的改變。Deinococcus-Thermus、變形菌門Proteobacteria、擬桿菌門Bacteroidetes、厚壁菌門Firmicutes、Gemmatimonadetes和Actinobacteria含量逐漸下降。Synergistetes最終被淘洗出系統(tǒng),而綠彎菌門Chloroflexi、Armatimonadetes、Bacteria-unclassified、浮霉菌門Planctomycetes和綠菌門Chlorobi含量逐漸上升;啟動(dòng)成功階段污泥中微生物主要以厭氧繩菌綱Anaerolineae(26.95%)、浮霉菌綱Planctomycetacia(15.26%)、綠菌綱Chlorobia(6.86%)、裝甲菌綱Armatimonadetes-norank(4.25%)、β-變形菌綱Betaproteobacteria(8.05%)鞘脂桿菌綱Sphingobacteriia(8.21%)為主。SNAD工藝中優(yōu)勢(shì)脫氮菌屬有:亞硝化單胞菌屬(AOB),豐度為2.08%;硝化螺菌屬(NOB),豐度為1.01%;Candidatus-Kuenenia和Candidatus-Brocadia(厭氧氨氧化菌),豐度分別為4.69%和3.96%;假單胞菌屬、未分類叢毛單胞菌屬Comamonadaceae-uncultured、索氏菌屬Thauera、黃桿菌屬Flavobacterium和紅細(xì)菌屬Rhodobacter(反硝化菌),豐度分別為0.02%、0.41%、0.17%、0.08%和1.38。(3)污泥樣品中關(guān)鍵脫氮功能菌的定量PCR結(jié)果表明,SNAD工藝啟動(dòng)成功后,AOB菌、AnAOB菌、反硝化菌含量分別為1.34×1013(copies/mgDNA)、4.41×1013(copies/mgDNA)和4.12×108(copies/mgDNA),AOB菌和AnAOB菌含量相對(duì)于接種污泥有數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)。(4)HRT分別為1d、0.8d、0.6d時(shí),SNAD工藝對(duì)NH4+-N的平均去除率分別為69.16%、81.24%和64.58%,NH4+-N平均出水濃度為139.28mg·L-1、85.62mg·L-1和158.89 mg·L-1;對(duì)TN平均去除率分別為:61.24%、74.78%和64.51%,TN平均出水濃度分別為177.99 mg·L-1、116.67 mg·L-1和164.87 mg·L-1;COD平均出水濃度分別為86.71mg·L-1、52.87 mg·L-1和93.09mg·L-1。隨著HRT的降低反應(yīng)器對(duì)NH4+-N、TN、COD的去除呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的變化趨勢(shì)。當(dāng)HRT為0.8d時(shí),反應(yīng)器對(duì)氮素和COD的去除效果最好。(5)最佳HRT工況下SNAD工藝污泥處理沼液的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)表明:NH4+-N的去除率為81.86%,去除速率為22.46(mg/(L·h));TN去除率為81.99%,去除速率為23.50(mg/(L·h));COD的去除率為78.65%,降解速率為10.71(mg/(L·h)),污泥表現(xiàn)出了對(duì)TN和COD的高效去除。通過(guò)對(duì)SNAD工藝中脫氮途徑的分析得出,反硝化作用對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率為17.2%,厭氧氨氧化對(duì)TN去除的貢獻(xiàn)率為82.8%,自養(yǎng)脫氮在系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X713

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本文編號(hào)：2442854