發(fā)布時(shí)間：2020-05-13 14:39

【摘要】： 以活性污泥和生物膜為代表的污水生物處理以高效低耗的突出優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水處理。然而,產(chǎn)生大量剩余污泥以及高昂的污泥處理費(fèi)用已成為污水生物處理技術(shù)最大弊端之一。因此,如何從根本上解決剩余污泥問題已成為當(dāng)今環(huán)境工程界面臨的挑戰(zhàn)。在污水處理過程中減少剩余污泥排放,從源頭上降低剩余污泥產(chǎn)量的各種污泥減量技術(shù)已成為廢水生物處理研究的熱點(diǎn)和發(fā)展方向。具有代表性的好氧-沉淀-厭氧(OSA)工藝在傳統(tǒng)活性污泥工藝污泥回流段增加污泥厭氧環(huán)節(jié),不需要添加任何化學(xué)藥劑和貴重設(shè)備,有利于降低運(yùn)行和投資成本,符合可持續(xù)污水處理模式,具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。 本論文系統(tǒng)研究了好氧-沉淀-厭氧工藝污水處理效能和污泥減量效果以及影響因素,探索了工藝污泥減量機(jī)制,首次利用變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)和熒光原位(FISH)技術(shù)分析了OSA工藝微生物種群特征、多樣性以及運(yùn)行條件變化對優(yōu)勢種群更替的影響。開發(fā)了具有內(nèi)源反硝化除磷功能的污泥減量新工藝,探討了內(nèi)源反硝化除磷污泥減量新工藝污水處理效能和污泥減量效果以及相關(guān)的影響因子,著重對工藝反硝化除磷效能和特征進(jìn)行了分析和研究,并利用DGGE和FISH技術(shù)從微生物生態(tài)學(xué)角度探討了微生物種群特征與工藝處理效能間的關(guān)系。 以傳統(tǒng)活性污泥(CAS)工藝為參照,在分析探討厭氧-沉淀-好氧(OSA)工藝污泥減量和污水處理效能以及相關(guān)影響因子的基礎(chǔ)上,著重研究了OSA工藝污泥減量的內(nèi)在控制機(jī)制。研究結(jié)果表明,由于微生物維持代謝和內(nèi)源代謝增加引起的污泥衰減和慢速生長微生物是OSA工藝污泥減量的主要原因,其中大約2/3的污泥減量是由污泥衰減引起的,慢速生長微生物對OSA工藝污泥減量的貢獻(xiàn)為23%左右;10%左右污泥減量是由能量解偶聯(lián)機(jī)制引起的。 利用DGGE和FISH技術(shù)對OSA工藝微生物種群多樣性和群落特征進(jìn)行研究分析,得到OSA工藝微生物種群多樣性比CAS工藝更加豐富,增加有機(jī)負(fù)荷和廢水水質(zhì)復(fù)雜化都會(huì)使微生物種群多樣性增加,但優(yōu)勢微生物群落基本不受影響,OSA工藝微生物群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的這一特點(diǎn)決定了OSA工藝具有良好穩(wěn)定的運(yùn)行效能。從DGGE優(yōu)勢條帶中分離到的11個(gè)優(yōu)勢菌與GenBank中已有微生種屬比對發(fā)現(xiàn),其中7個(gè)優(yōu)勢菌與GenBank統(tǒng)計(jì)的在反硝化污泥、EBPR污泥中出現(xiàn)的種屬相似性非常高,表明OSA工藝中插入污泥厭氧池為內(nèi)源反硝化菌和生物聚磷菌創(chuàng)造有利的生長條件。系統(tǒng)進(jìn)化樹分析結(jié)果表明,β-proteobacteria種屬的微生物是OSA污泥系統(tǒng)的主要種群。 開發(fā)了內(nèi)源反硝化除磷污泥減量工藝,在好氧池有機(jī)負(fù)荷Ns約為0.87 kgCOD/kgMLSS·d,系統(tǒng)污泥回流比為25%,反硝化污泥回流比為35%的條件下穩(wěn)定運(yùn)行,污泥產(chǎn)量為4.78g/d,污泥產(chǎn)率為0.30gMLSS/gCOD,COD平均去除率為90%,NH4+-N、TN的去除率分別穩(wěn)定在86%和84%左右,TP去除率達(dá)到80%左右。內(nèi)源反硝化除磷工藝中缺氧反硝化聚污泥約占總聚磷污泥的35%~44%。提高SRT,可提高生物吸磷效率,增加污泥中磷含量,這一定程度上緩解了剩余污泥排放量和TP去除率之間的矛盾。 利用DGGE技術(shù),對代表性優(yōu)勢條帶測序相似性比對,并構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,分析內(nèi)源反硝化除磷工藝微生物群落特征。內(nèi)源反硝化除磷工藝中的微生物主要由α-proteobacteria、β-proteobacteria、γ-proteobacteria、CFB-group bacteria、low G+C gram-positive bacteria五大菌群構(gòu)成,其中β-proteobacteria種屬的微生物在整個(gè)工藝微生物菌群數(shù)量中占絕對優(yōu)勢,達(dá)到48%左右。以DAPI為背景,用PAOmix探針FISH雜交證實(shí)了聚磷菌在內(nèi)源反硝化除磷工藝缺氧污泥和厭氧污泥中都占有優(yōu)勢,分別占微生物總量的40%和33%左右。
【圖文】：

[41]在傳統(tǒng)的厭氧/好氧(A/O)工藝中加入臭氧污泥減量和磷沉淀回收，實(shí)驗(yàn)裝置見圖1-2。工藝在污泥回流速率為進(jìn)水流速的1.1%，，臭氧消耗量為30~40mgO3/gSS，污泥排放率為 0.34%的條件下運(yùn)行，結(jié)果表明，污泥產(chǎn)率可減量60%，磷回收率約為70%。1.4.1.2 投加氯氣 氯氣進(jìn)行污泥減量的原理與臭氧相似。如氯氣聯(lián)合活性污泥工藝，氯的投加量為 133mg/gMLSS·d，經(jīng)氯氣氧化后的污泥回流到好氧池中

C. 草履蟲(Paramecium), 400× D. 膜袋蟲(Cyclidium), 400×圖 4-1 污泥生物相顯微鏡檢照片(A 和 B 為 CAS 污泥，C 和 D 為 OSA 污泥)Figure 4-1 Microscopic photos of microorganisms in activated sludge in the CAS andOSA process，respectively
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐麗圓;停留時(shí)間及pH對污泥兩相厭氧消化影響研究[D];華中科技大學(xué);2011年

2 施群燕;水蚯蚓—微生物共生系統(tǒng)脫氮特性及群落結(jié)構(gòu)分析[D];浙江工商大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2662107