好氧颗粒污泥系统在变温过程中胞外聚合物变化规律

发布时间：2020-06-11 17:39

【摘要】：相比于传统的活性污泥,好氧颗粒污泥具有更好的沉降性能和更大的生物量浓度,从而更加节约工程占地。我国北方污水处理厂的建造施工时间一般为夏季,为了节约时间,启动时间往往在冬季,但高纬度地区冬季漫长,且污水水温一般在8~10~oC,远低于污水处理中微生物的最适温度范围,使出水的水质很难达到国家排放标准。迄今为止,关于好氧颗粒污泥的研究主要关注在单一温度条件的培养,很少关注温度变化过程对好氧颗粒污泥的影响。本次研究在好氧颗粒污泥反应器运行过程中通过改变水温模拟季节变化,探究在变温过程中好氧颗粒污泥胞外聚合物EPS的变化规律,并结合微生物群落结构变化分析EPS对好氧颗粒污泥的作用。本次研究在分别获得低温好氧颗粒污泥与常温好氧颗粒污泥后,逐渐改变系统温度培养。常温与低温启动的好氧颗粒污泥分别在20天和25天形成具有同步硝化反硝化功能的好氧颗粒污泥。在颗粒成熟之后,低温颗粒粒径的增速高于常温。形成颗粒后的系统对于COD、NH_4~+-N与TN均表现出了良好的去除效果,NO_2~--N和NO_3~--N均存在不同程度的积累。温度变化可使好氧颗粒污泥系统短暂崩溃,颗粒解体,随后逐渐恢复,恢复粒径。形成颗粒的过程中EPS浓度会出现先下降后上升,最后维持稳定的情况。温度对EPS影响较大,降温过程使EPS浓度从37.95 mg/g VSS降低至20.45mg/g VSS,而升温过程中EPS浓度从26.30 mg/g VSS提升至51.32 mg/g VSS。对于成熟的好氧颗粒污泥来说,温度升高会刺激细菌更多的分泌EPS。EPS中TB-EPS浓度远高于LB-EPS,对好氧颗粒污泥的形成有着关键作用。在运行过程中,两个反应器中的微生物群落结构发生了巨大的变化,对于成熟的好氧颗粒污泥系统来说,变温过程会丰富群落结构,提高微生物群落的α-多样性。Microbacterium、Tsukamurella、Zoogloea、Flavobacterium为适冷菌,在常温与低温条件下都能够生存且保持较高丰度;Saprospiraceae、Candidatus_Nitrotoga和paracoccus为低温培养条件下特有的优势功能菌属,是低温好氧颗粒污泥系统中的关键菌群。
【图文】：

路线图,研究技术,路线图

利用高通量技术对好氧颗粒污泥系统进行微生物群落结构解析，分析好粒污泥启动期、稳定器、变温期和裂解期各时间段中微生物种类的差异性析微生物生物群落演替规律，发现各阶段优势菌种。从微生物生态学的角度合反应器对废水处理的效能变化和颗粒形状，分析变温过程对微生物群落的影响。5 技术路线本课题研究的技术路线如图 1-1 所示，本次技术路线是以探究好氧颗粒系统在变温过程中胞外聚合物的变化规律为目的，共通过三部分进行辅助。首先分析好氧颗粒污泥在恒温启动变温运行条件下的形成特征，通过对特征、粒径分布、出水水质和污泥属性的测定共同反映好氧颗粒污泥的生况；第二部分为好氧颗粒污泥在恒温启动变温运行条件下胞外聚合物 EP的变化情况；第三部分为好氧颗粒污泥系统在恒温启动变温运行过程中微群落结构解析，分别从结合微生物的 α-多样性和相对群落丰度柱状图等手析种群丰度、种群多样性及群落结构与功能。将三者联合分析，最终解析颗粒污泥形成与稳定过程的微生物学机制。

示意图,反应器,示意图,同步硝化反硝化

- 10 -图 2-1 反应器示意图方法与运行策略生同步硝化反硝化好氧颗粒污泥，反应器，本次实验的单周期为 4 h，每天可运行 6，去除进水后的厌氧闲置段，在进水后直接后排水，，进入短暂的闲置阶段等待下个周进水 5 min→曝气混匀 5 min→缺氧阶段 2递减)→电磁阀控制出水→闲置 0 min 等待
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

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