多孔载体细菌数量变化及其对剩余污泥减量的作用机理探究

发布时间：2017-09-21 20:23

  本文关键词：多孔载体细菌数量变化及其对剩余污泥减量的作用机理探究

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【摘要】：由于高含水率并含有一些有毒有害的重金属和有害化学物质、及处置与处理的费用高等原因,使剩余污泥成为环境工程领域亟待解决的热点问题。为此,从源头着手,低污泥产出率的污水处理工艺,成为环境工程领域研究的热点。论文以原位剩余污泥减量污水处理系统中的载体为研究对象,以载体外部和孔隙中的细菌总数量、优势细菌和与污水处理有关的功能菌数量为研究对象,利用实时荧光定量PCR技术就多孔载体及孔隙内泥中的生物量对剩余污泥减量的作用机理进行探究。结果表明：(1)载体外的细菌总数以及好氧菌基本与DO浓度呈显著正相关,相关系数为0.758。载体孔隙内泥中的细菌总数与溶解氧呈负相关,相关系数为-0.622。表明载体外部好氧细菌占优势,载体孔隙内泥中厌氧及兼性细菌占优势。(2)多孔载体系统中,溶解氧上层高于下层,两个曝气管之间会形成一个好氧—缺氧的环境。载体外部和载体孔隙存在溶解氧差,好氧菌进入厌氧层中,就会发生溶胞作用,实现污泥减量。(3)球衣菌作为载体外部生物膜的优势菌同时也是慢速生长细菌。与装置中的MLSS呈显著负相关,相关系数为-0.774;这验证了前人提出的“慢速生长细菌作为优势菌种,在处理市政污水的同时,达到剩余污泥减量”这一假设。(4)通过冗余分析(RAD)得出COD、DO、TN、TP、MLSS这5个环境因子,共解释了74.5%的载体孔隙内泥功能细菌数量变化信息和80.7%的载体外部功能细菌数量的变化信息。说明装置中除了这五个因素之外还有其他因素影响着微生物的数量分布,比如水流剪切力,有机质迁移浓度梯度和水流速度等,但是其他环境因子影响较小,所以这5种环境因子在不同位点的差异可以大致描述装置不同位点的环境差异。(5)COD和DO是影响细菌数量分布主要环境因素。装置中好氧细菌的生长代谢对剩余污泥减量有着重要的贡献。(6)具有不同污水处理性能的功能菌存在于装置中,这些功能菌在好氧／缺氧交替的环境中对有机物、总氮、总磷、氨氮进行代谢的同时,通过共代谢作用、溶胞作用、慢速生长细菌占优势对剩余污泥起到减量的作用。
【关键词】：多孔载体 污泥减量 实时荧光定量PCR 功能菌 环境因素
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 剩余污泥的成分和来源9
• 1.2 剩余污泥的危害9
• 1.3 原位剩余污泥减量的方法研究现状9-13
• 1.4 载体生物膜生物特征的研究意义及研究现状13-14
• 1.5 载体生物膜细菌数量的研究现状14-15
• 1.6 研究意义15
• 1.7 研究内容和技术路线15-17
• 1.7.1 研究内容15-16
• 1.7.2 技术路线16-17
• 第二章 试验装置与方法17-27
• 2.1 实验装置的运行17-19
• 2.1.1 污水成分及来源17
• 2.1.2 多孔载体装置17-18
• 2.1.3 多孔载体装置的运行18-19
• 2.2 水质的监测19
• 2.2.1 试验仪器19
• 2.2.2 试验方法19
• 2.3 载体外膜及孔隙内泥DNA样品的采集19-20
• 2.4 载体外膜及孔隙内泥DNA样品的提取20-22
• 2.4.1 试验所需药品和设备20-21
• 2.4.2 多孔载体外膜及孔隙内泥DNA样品的提取方法21-22
• 2.5 多孔载体外膜及孔隙内泥DNA样品PCR反应22-25
• 2.5.1 多孔载体外膜及孔隙内泥DNA样品的引物23-24
• 2.5.2 实验与设备24
• 2.5.3 多孔载体外膜及孔隙内泥DNA样品PCR扩增方法24-25
• 2.6 DNA样品PCR扩增产物的纯化回收DNA25
• 2.6.1 试剂25
• 2.6.2 方法25
• 2.7 载体外膜及孔隙内泥DNA样品的实时荧光定量PCR反应25-27
• 第三章 实验结果27-39
• 3.1 多孔载体反应器的稳定运行27
• 3.2 多孔载体反应器水质指标的检测27-30
• 3.2.1 多孔载体反应器空间COD分布检测27-28
• 3.2.2 多孔载体反应器空间NH_3-N分布检测28
• 3.2.3 多孔载体反应器空间DO分布检测28-29
• 3.2.4 多孔载体反应器空间TN分布的检测29-30
• 3.2.5 多孔载体反应器空间TP浓度分布的检测30
• 3.3 载体外膜及孔隙内泥样品DNA提取结果30-31
• 3.4 载体外膜及孔隙内泥DNA样品的PCR扩增结果31-32
• 3.5 载体外膜及孔隙内泥DNA样品实时荧光定量PCR反应32-34
• 3.6 载体外膜及孔隙内泥的细菌总数、样品细菌数量34-37
• 3.6.1 载体外膜及孔隙内泥的细菌总数34-36
• 3.6.2 载体外膜及孔隙内泥DNA样品的样品细菌数量36-37
• 3.7 小结37-39
• 第四章 细菌数量随水质的变化规律及与污泥减量关系分析39-50
• 4.1 细菌总数与水质和污泥减量的相关性分析39-40
• 4.2 优势细菌数量随水质的变化规律及污泥减量相关性分析40-43
• 4.2.1 生物膜优势细菌数量随水质的变化规律及污泥减量相关性分析40-41
• 4.2.2 孔隙污泥中优势细菌数量随水质的变化规律及污泥减量相关性分析41-43
• 4.3 功能细菌数量随水质的变化规律及污泥减量相关性分析43-49
• 4.4 小结49-50
• 第五章 结论与建议50-53
• 5.1 结论50-51
• 5.2 建议51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57

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本文编号：896670