【摘 要】
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我国南方地区城市污水低碳源高氮素问题越来越突出,而充足的碳源是生物进行脱氮的重要条件。污水的二级处理出水TN不能达到一级A标准,常需要进行深度处理。但碳源不足往往抑制了微生物的脱氮效率,因此需要外加碳源。本试验以丝瓜络作为生物膜同步硝化反硝化工艺处理低碳氮比生活污水系统的外加固体碳源和生物膜载体,探究了丝瓜络生物膜SND反应器的挂膜启动特性及不同水力停留时间、不同填料更换比下反应器运行效果;考察了
【基金项目】
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广州市科技计划项目(201510010051);
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我国南方地区城市污水低碳源高氮素问题越来越突出,而充足的碳源是生物进行脱氮的重要条件。污水的二级处理出水TN不能达到一级A标准,常需要进行深度处理。但碳源不足往往抑制了微生物的脱氮效率,因此需要外加碳源。本试验以丝瓜络作为生物膜同步硝化反硝化工艺处理低碳氮比生活污水系统的外加固体碳源和生物膜载体,探究了丝瓜络生物膜SND反应器的挂膜启动特性及不同水力停留时间、不同填料更换比下反应器运行效果;考察了丝瓜络生物膜SND反应器对实际生活污中水氮素、CODCr的去除情况,并利用荧光定量PCR技术和高通量测序技术对丝瓜络生物膜SND系统中的微生物组成进行研究,以期分析微生物群落结构的变化,为丝瓜络生物膜SND工艺在工程实践中的应用提供更确切的理论依据。主要研究结果如下:(1)丝瓜络释碳过程符合二级动力学,且释碳过程较快达到稳定状态。丝瓜络生物膜SND反应器经22 d挂膜启动成功,CODCr、NH4+-N、TN去除率稳定在70%、75%、65%以上,期间运行稳定。在对生物膜进行电子显微镜观察时发现轮虫、钟虫和线虫等指示性生物,说明丝瓜络可以为微生物的生长提供良好的环境。(2)HRT为12h为最佳水力停留时间,该水力停留时间下系统内AOB、NOB和反硝化菌生长富集情况良好,TN平均去除率为70.7%,出水可以满足污水厂一级A出水标准。(3)在探讨丝瓜络更换比例对系统运行效果影响时得出结论:丝瓜络更换比例为40%时系统能更好的进行SND脱氮,去除效果良好,TN平均去除率达57.6%,有效运行时间长,经济效益高。通过荧光定量PCR观察功能菌丰度变化,反应器内AOB和NOB始终处于优势地位,反硝化菌丰度虽比AOB和NOB低一个数量级,但随着反应器的运行其数量有所增长。(4)丝瓜络生物膜SND反应器处理实际生活污水时,系统可以稳定运行并且SND效果良好。TN平均去除率为76.2%,NH4+-N平均去除率为90.0%,CODCr平均去除率为59.8%。.高通量测序技术结果显示,SND系统中Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)为优势菌门,在污水的生物处理过程中起着非常重要的作用。通过以上研究结果,验证了丝瓜络作为生物膜SND反应器中的外加固体碳源和微生物挂膜载体从而实现同步硝化反硝化过程充分可行,并且运用该工艺处理实际低碳氮比生活污水SND效果良好,为实际工程中运用固体碳源生物膜同步硝化反硝化工艺处理低碳氮比污水提供了新思路。
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