人工充氧强化好氧反硝化脱氮技术改善微污染水源水质研究

发布时间：2017-03-27 03:17

  本文关键词：人工充氧强化好氧反硝化脱氮技术改善微污染水源水质研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着各区域的经济发展与公众需水量的逐年增大,越来越多的湖泊水库成为饮用水水源。我国的湖泊水库普遍存在富营养化、微污染等问题,这些问题会直接影响到饮用水水质安全。针对这些问题,本研究提出了人工充氧与好氧反硝化微生物修复相结合的思路,对好氧反硝化菌进行了脱氮特性研究,并对高效好氧反硝化菌进行菌源重组及原水投菌小试试验,为人工充氧与生物修复改善水质技术提供可靠依据。研究得到的主要结论如下:(1)本研究从山东某水源水库沉积物中筛选出126株贫营养好氧反硝化细菌,其中,菌株JY78表现出良好的好氧反硝化脱氮特性。经形态学和分子生物学鉴定,JY78为革兰氏染色阴性不动杆菌属Acinetobacter oleivorans,并具有反硝化菌功能基因—周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)。在培养基条件下,菌株JY78在72h后对硝氮的去除率达到83.65%,总氮的去除率为58.46%。经过36h的硝化反应,菌株JY78氨氮去除率为93.53%,总氮去除率为76.15%。利用响应曲面分析法得到,在C/N为8.0、温度为23℃、转速为38r/min、初始pH为8.15时,菌株能够达到最大硝氮去除率89.79%。(2)通过两组投加贫营养好氧反硝化菌群原水小试试验,研究了菌群对微污染水体的水质改善效果。试验结果表明,投加量为1‰的菌群复配组合2脱氮效果最佳,总氮去除效果最高能达到60.35%,相对于空白对照达到40.60%的去除率,同时硝氮去除率也达到了63.31%。(3)原水小试试验同时研究了适宜提高菌群脱氮效果的投菌量,通过两组实验得到了,菌剂的投加量与菌剂的脱氮效果不成正比关系,菌剂的最优投加量为0.1‰的原水量。(4)针对水库水质低温、微污染、贫营养的特点,进行人工充氧模拟水库扬水曝气改善原水水质小试试验,以氮污染物浓度变化为指标确定适宜水体自我修复的溶解氧范围。实验表明,低温、微污染、贫营养水体的最适宜溶解氧范围为4-5mg/L,在此条件下相较于初始值总氮能够达到最高去除率50.82%,硝氮去除率可达到90.08%。
【关键词】：人工充氧 微污染水源水 贫营养 好氧反硝化菌 生物修复
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1.绪论11-23
• 1.1 水资源现状11-13
• 1.1.1 河流水质12
• 1.1.2 湖泊水质12
• 1.1.3 水库水质12
• 1.1.4 水功能区水质达标状况12-13
• 1.1.5 省界水体水质13
• 1.2 水源主要污染物的危害及去除13-15
• 1.2.1 污染物来源13-14
• 1.2.2 氮源污染危害法14
• 1.2.3 有机物污染危害14-15
• 1.3 微污染水源水处理方法15-17
• 1.3.1 深度处理技术15-16
• 1.3.2 预处理技术16-17
• 1.4 好氧反硝化脱氮机理及进展17-18
• 1.5 人工充氧-生物修复技术组合18-19
• 1.5.1 人工充氧18
• 1.5.2 扬水曝气技术18-19
• 1.5.3 扬水曝气-生物修复技术19
• 1.6 课题研究意义及内容19-23
• 1.6.1 课题研究背景及意义19-21
• 1.6.2 课题研究内容21-23
• 2 高效好氧反硝化-异养硝化菌的脱氮特性研究23-33
• 2.1 微生物培养基23
• 2.2 菌株筛选23
• 2.3 菌株鉴定23-24
• 2.4 菌株脱氮特性分析24-26
• 2.4.1 好氧反硝化脱氮特性24
• 2.4.2 异养硝化脱氮特性24
• 2.4.3 响应曲面分析24-26
• 2.5 试验指标测定方法26
• 2.6 菌株鉴定结果分析26-27
• 2.6.1 菌株形态及系统发育树26-27
• 2.6.2 菌株生理生化鉴定27
• 2.6.3 周质硝酸盐还原酶亚基基因（napA）27
• 2.7 菌株脱氮特性结果分析27-32
• 2.7.1 好氧反硝化特性27-28
• 2.7.2 异养硝化特性28-29
• 2.7.3 好氧反硝化脱氮特性多因素分析29-32
• 2.8 小结32-33
• 3 投菌净化微污染水源水小试研究33-55
• 3.1 菌种间自适应构建及菌源生态重组33-34
• 3.1.1 实验材料33
• 3.1.2 实验方法33-34
• 3.1.3 菌株间组合复配方案及结果34
• 3.2 投菌净化微污染水源水小试34-53
• 3.2.1 原水水质34-35
• 3.2.2 实验设计35-36
• 3.2.3 指标测定方法36
• 3.2.4 上覆水总氮去除效果分析36-38
• 3.2.5 上覆水硝氮去除效果分析38-40
• 3.2.6 上覆水亚硝氮去除效果分析40-42
• 3.2.7 上覆水氨氮去除效果分析42-43
• 3.2.8 投菌量对好氧反硝化作用效果的影响研究43-45
• 3.2.9 原水中有机碳的去除效果45-47
• 3.2.10 生物量分析47
• 3.2.11 投菌对原水中铁-磷的影响47-48
• 3.2.12 投菌对原水中锰的影响48
• 3.2.13 实验过程中pH的变化48-49
• 3.2.14 沉积物中总氮变化49-50
• 3.2.15 沉积物中有机质的变化50
• 3.2.16 三维荧光光谱分析50-53
• 3.3 小结53-55
• 4 低温条件下溶解氧条件对改善微污染水质的小试试验研究55-67
• 4.1 原水水质55
• 4.2 材料与方法55-56
• 4.2.1 试验设计55
• 4.2.2 检测项目及分析方法55-56
• 4.3 试验结果与分析56-65
• 4.3.1 溶解氧对原水中总氮去除效果的影响56-58
• 4.3.2 溶解氧对原水中硝氮去除效果的影响58
• 4.3.3 溶解氧对原水中亚硝氮去除效果的影响58-59
• 4.3.4 溶解氧对原水中氨氮去除效果的影响59
• 4.3.5 溶解氧对原水中有机碳去除效果的影响59-60
• 4.3.6 实验过程中pH的变化60-61
• 4.3.7 溶解氧对原水中磷的影响61
• 4.3.8 溶解氧对沉积物中总氮的影响61-62
• 4.3.9 溶解氧对沉积物中有机质的影响62
• 4.3.10生物量分析62-63
• 4.3.11三维荧光光谱分析63-65
• 4.4 结论65-67
• 5 结论与展望67-71
• 5.1 结论67-68
• 5.2 本文创新之处68-69
• 5.3 需要解决的问题69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-79
• 攻读硕士学位期间科研成果79

【共引文献】

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋静艳;施用不同缓/控释氮肥对旱地—作物系统N_2O直接排放和间接排放的影响[D];南京农业大学;2009年

2 李爽;基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究[D];山东师范大学;2012年

3 谢远云;江汉平原江陵地区9 kaBP以来的气候演化[D];中国地质大学;2004年

4 许晓毅;同心圆活动导流墙式反应器处理生活污水的试验研究[D];重庆大学;2007年

5 苗群;南四湖水环境质量评价研究[D];青岛大学;2008年

6 程凤鸣;南四湖水环境污染特征及其重金属离子去除机理研究[D];山东大学;2010年

7 梁春玲;南四湖湿地生态系统结构、功能与服务价值研究[D];山东师范大学;2010年

8 葛秀丽;南四湖湿地恢复过程中植被及种子库特征研究[D];山东大学;2012年

9 杨剑波;硝化抑制剂DMPP对氮素转化的影响及其作用机理研究[D];南京农业大学;2012年

10 韩晓阳;茶树根际土壤氨氮转化菌的分离、鉴定及效应研究[D];山东农业大学;2013年

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本文编号：269801