有机物及铁盐对厌氧氨氧化反应器的脱氮性能及微生物菌群的影响特性研究

论文摘要

氮循环是生物圈众多循环的一项基本物质循环,也是组成全球生物地球化学循环的重要部分。但人类活动严重的影响了氮循环的平衡,由此引发的水体富营养化问题严重危害我们的生态,因此近年来各种新型脱氮技术受到大家关注。厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonia Oxidation,ANAMMOX,Ananmmox）作为20世纪80年代末被发现的新型脱氮生物反应,引发了大量研究者的研究与关注。本课题围绕其在实际应用中存在的启动时间长,稳定性低以及实际废水中有机物干扰等问题,采用序批式反应器（Sequencing Batch Reactor,SBR）,研究接种污泥种类以及接种量对Ananmmox工艺启动的影响特性;有机物、亚铁离子(Fe2+)以及有机物和Fe2+联合投加对Ananmmox反应器脱氮性能的影响特性;分析不同条件下Ananmmox反应器内微生物菌群组成及结构,得到以下主要结论:（1）以城市污水处理厂中的好氧污泥和厌氧污泥作为接种污泥启动厌氧氨氧化SBR工艺,结果表明以好氧污泥为接种污泥时,反应器启动时间更短,但以厌氧污泥为接种污泥启动形成的颗粒污泥更加稳定。在达到相同负荷时,5 g·L-1的接种污泥比3g·L-1的接种污泥启动时间缩短一半。（2）乙酸钠投加到厌氧氨氧化反应器内,COD/N达到1:1时,氨氮、亚硝态氮以及总氮的去除速率分别下降至3.64mg?m-3?h-1、8.88 mg?m-3?h-1及12.52 mg?m-3?h-1。葡萄糖投加到厌氧氨氧化反应器内,COD/N达到1.33:1时,氨氮去除速率由8.79 mg?m-3?h-1下降到5.39 mg?m-3?h-1,亚硝态氮去除速率由12.59 mg?m-3?h-1增长到17.44 mg?m-3?h-1。结果表明厌氧氨氧化对葡萄糖的耐受浓度高于对乙酸钠的耐受浓度。（3）厌氧氨氧化脱氮性能在Fe2+浓度为0.12 mmol?L-1时达到最好,其总氮平均去除率高出对照反应器(0.03 mmol?L-1)40.81%,总氮去除速率达到0.367kg?m-3?d-1,高出对照组反应器1.75倍;亚铁血红素,污泥平均粒径,紧密附着型多糖（TB-EPS）以及紧密附着型蛋白质（TB-EPS）分别高出对照组反应器1.26倍,1.71倍,1.5倍,1.33倍。当Fe2+浓度达到0.15 mmol?L-1时脱氮性能下降。Fe2+与有机物联合投加时,发现有机物联合投加的最佳浓度为100mg?L-1,反应器的总氮去除率提高了1.33倍;污泥的亚铁血红素含量达到单纯投加Fe2+的条件下的1.75倍。当有机物浓度达到150 mg·L-1时,脱氮效率开始下降。（4）以好氧污泥启动的厌氧氨氧化菌主要为Candidatus Anammoxoglobus（24.71%）,Candidatus Kuenenia（1.41%）,以厌氧污泥启动的厌氧氨氧化菌为Candidatus Kuenenia（1.69%）,好氧污泥启动的微生物菌群中厌氧氨氧化菌属的数量及丰度更高。有机物的添加使得反应器内厌氧氨氧化菌属丰度减少,但微生物群落结构更加丰富稳定;同时其中乙酸钠、葡萄糖以及丙酸钠三者中,丙酸钠对厌氧氨氧化菌丰度影响最小。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张帆

导师: 张小玲

关键词: 厌氧氨氧化,有机物,亚铁血红素,微生物群落结构

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 长安大学

分类号: X703;X172

总页数: 74

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