污水处理强化硝化对类固醇雌激素去除特性的小试研究

发布时间：2017-12-19 22:30

  本文关键词：污水处理强化硝化对类固醇雌激素去除特性的小试研究　出处：《重庆大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：类固醇雌激素(Steroid Estrogens,SEs)是环境中雌情活力最强的一类化学物质,在水体中以痕量浓度(ng/L)存在也会干扰水生生物的正常机体功能。市政管网收集到的SEs主要通过污水处理厂生物处理单元进行去除,但污水厂尾水中残留的SEs含量依然较高。现有研究发现硝化污泥对生物降解SEs具有推动作用,因此可以利用强化硝化工艺在提高脱氮率的同时增强对SEs的去除能力。本次试验以对生态环境和人类健康影响最大的三类雌激素(雌酮E1、雌二醇E2、乙炔基雌二醇EE2)为研究对象,采用序批式移动床生物膜工艺(SBMBBR)对活性污泥进行培养,初步研究了强化硝化工艺对SEs的去除能力,并以序批式活性污泥工艺(SBR)为空白对照。本试验研究主要包括:比较了两类反应器对常规水质指标的去除效果以及进水中添加SEs后,两类反应器出水中常规水质指标和SEs的去除情况;研究了进水加入SEs前后,反应器中活性污泥微生物群落结构变化;设计析因实验分析C/N和曝气量变化对SEs去除率的影响显著性和变化规律。通过研究得出以下主要结论:(1)进水中添加SEs后,SBMBBR和SBR反应器出水中COD、TN和NH4+-N浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标要求。COD和NH4+-N去除率变化不大,而TN去除率则因为反应器反硝化能力的提高而提升。SBMBBR和SBR反应器对SEs具有一定的去除能力,E2去除率最高,E1次之,EE2去除率最低。三种SEs的去除过程主要发生在好氧阶段,该阶段SEs去除量占总去除量的90%以上。SBMBBR反应器对三种SEs的去除率均要高于SBR反应器,表明强化硝化工艺确实可以提高污水处理过程中的SEs去除能力。(2)进水添加SEs之后,SBMBBR和SBR反应器中活性污泥物种丰度和多样性均较常规培养时下降,菌门种类差异不大,但菌属种类变化明显,共有16个优势菌属消失,同时也出现了8个新的优势菌属,新出现的优势菌属,对污水中SEs的去除可能起到重要作用。在属分类层面,脱氮类细菌中氨氧化细菌在SEs加入前后丰度变化不大,亚硝化氧化细菌丰度增长,反硝化细菌丰度增长明显。SEs的去除主要发生在好氧阶段,而作为优势菌属硝化细菌丰度同时也呈现增长趋势,表明硝化细菌可能对SEs的去除做出贡献,即通过共代谢作用降解污水中SEs。(3)天然雌激素E1、E2和合成雌激素EE2在反应器中去除率分别可以达到90%、95%和55%~75%。拟合得到的回归方程均可以较好地模拟各自反应器中SEs去除的实际情况,在SBMBBR反应器中,C/N和曝气量对E1、E2和EE2的去除率影响较显著,但其交互作用只对E1去除率变化具有显著性影响;在SBR反应器中,曝气量对E1、E2去除率影响显著,C/N对E1、EE2去除率影响显著,其交互作用则只对E1去除率影响显著。(4)SBMBBR和SBR反应器中,随曝气量的增大,三类SEs去除率升高;随C/N的增加,E1和E2去除率逐渐下降,而EE2去除率则呈上升趋势。E1、E2随曝气量和C/N的变化趋势与NH4+-N变化趋势相近,与硝化细菌共代谢降解SEs结论相符;而EE2因为生物降解困难,去除主要依靠活性污泥吸附,故EE2去除率随曝气量和C/N增大、新增殖活性污泥量增加而升高。析因实验过程中,强化硝化工艺SBMBBR均表现出优于SBR工艺的SEs去除能力。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703

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本文编号：1309698