不同生物填料SBR系统处理污水效能及微生物特性分析

发布时间：2017-10-05 11:02

  本文关键词：不同生物填料SBR系统处理污水效能及微生物特性分析

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【摘要】：SBR污水处理工艺系统是活性污泥法中一种经济实用的生物处理方法,受到各方的广泛重视。近年来,有研究人员对生物填料与SBR系统相结合的技术进行了研究,以期进一步改善SBR系统的去除污染物效果。为开发一种既能为SBR系统中的微生物提供附着生长条件,又能通过改变活性污泥处理系统中微生物特性,提高污水生物处理过程中活性污泥的活性与沉降性能,强化污水处理效果的技术方法,本文以城市生活污水为研究对象,通过与传统SBR系统的对比试验,分别研究了悬浮生物填料SBR系统、腐殖生物填料SBR系统和双重生物填料SBR系统(同时投加悬浮生物填料和腐殖生物填料的SBR系统)去除污染物的效能,并对不同生物填料SBR系统内活性污泥生物化学特性与微生物多样性进行了分析。试验研究结果表明,悬浮生物填料SBR系统增加和丰富了生物量及各种微生物菌群的种类,可构成相对稳定的固着式生长和悬浮式生长的复合生物处理体系;腐殖生物填料SBR系统则在腐殖生物填料的作用下,虽然仍是悬浮式生长的生物处理体系,但可使普通活性污泥转化为具有良好脱氮除磷能力与沉降特性的腐殖活性污泥;而同时投加悬浮生物填料和腐殖生物填料的双重生物填料SBR系统,兼具悬浮生物填料和腐殖生物填料SBR系统的特点。各组系统的运行试验结果表明,悬浮生物填料SBR系统、腐殖生物填料SBR系统及双重生物填料SBR系统比传统SBR系统的启动时间短,且三组系统对污水中COD、NH3-N和TP的去除效果优于传统SBR系统;在系统稳定运行阶段,双重生物填料SBR系统对COD的去除率为95.3%,较传统SBR系统高出2.7%,几组SBR系统对COD的去除效果差别不大;悬浮生物填料、腐殖生物填料和双重生物填料SBR系统在NH3-N的去除方面均优于传统SBR系统,其对NH3-N的去除率分别为88.0%、86.4%和86.5%,较传统SBR系统高出6.86%、5.24%和5.34%;同时,三种系统去TP的效果也均优于传统SBR系统,去除率分别为92.9%,93.8%和93.5%,较传统SBR系统高出2.5%、3.4%和3.1%;双重生物填料SBR系统的脱氮效果优于腐殖生物填料SBR系统,除磷效果优于悬浮生物填料SBR系统。对各组系统内的污泥特性分析结果表明,三组投加生物填料能使SBR系统内活性污泥中微生物种类比传统SBR系统丰富,能够形成良好的生物絮凝体,进而改善污泥沉降性能;投加生物填料的SBR系统内活性污泥所含EPS含量始终低于传统SBR系统,沉降性均优于传统SBR系统,当运行周期结束时腐殖生物填料SBR系统内EPS含量最低为44.5mg/gvss;投加双重生物填料的SBR系统中的腐殖质含量多于悬浮生物填料SBR系统,少于单一腐殖生物填料SBR系统。Miseq高通量测序技术检测结果表明:腐殖生物填料SBR系统中的生物多样性最低,双重生物填料和悬浮生物填料SBR系统中的生物多样性较高,优于单一腐殖生物填料SBR系统,悬浮生物填料在双重生物填料SBR系统中对微生物多样性的影响起主导作用;四组系统的好氧污泥在门的水平上的分类主要归属于9个门,具备较好固氮作用的Proteobacteria在腐殖生物填料SBR系统中含量较多,颗粒化作用突出的Chlorobi在传统SBR系统中最少。双重生物填料SBR系统、悬浮生物填料SBR系统和腐殖生物填料SBR系统中的污泥群落结构与传统SBR系统相比均明显不同,较传统SBR系统内菌种在污水处理方面更有优势。
【关键词】：悬浮生物填料 腐殖生物填料 双重生物填料 SBR系统 脱氮除磷
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-25
• 1.1 课题背景、研究目的和意义13-14
• 1.1.1 课题背景13-14
• 1.1.2 研究目的和意义14
• 1.2 SBR污水处理系统研究进展14-18
• 1.2.1 SBR系统运行特征15-16
• 1.2.2 SBR系统脱氮除磷原理16-17
• 1.2.3 SBR系统国内外应用研究现状17-18
• 1.3 污水处理生物填料技术研究进展18-19
• 1.4 生物填料SBR系统研究进展19-22
• 1.4.1 悬浮生物填料SBR系统国研究现状19-21
• 1.4.2 腐殖生物填料SBR系统的研究现状21-22
• 1.5 活性污泥生化特征及微生物群落分析22-23
• 1.5.1 胞外聚合物EPS对污泥沉降性能的影响22-23
• 1.5.2 Miseq高通量测序技术研究应用现状23
• 1.6 课题主要研究内容23-25
• 第2章 试验材料和方法25-31
• 2.1 试验材料25-26
• 2.1.1 试验用原水与污泥25
• 2.1.2 试验用填料25-26
• 2.2 试验装置与仪器26-28
• 2.2.1 试验装置26-27
• 2.2.2 试验仪器27-28
• 2.3 主要检测指标及方法28-31
• 2.3.1 常规试验项目检测指标及方法28
• 2.3.2 腐殖质的测定方法28-29
• 2.3.3 污泥中胞外聚合物的测定方法29
• 2.3.4 污泥形貌的检测方法29-30
• 2.3.5 Miseq高通量测序方法30-31
• 第3章 悬浮填料SBR系统和腐殖填料SBR系统处理污水效能研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 悬浮生物填料的筛选31-35
• 3.2.1 悬浮生物填料挂膜情况比较32-33
• 3.2.2 悬浮生物填料表面生物量分析33-34
• 3.2.3 悬浮生物填料表面形貌分析34-35
• 3.3 悬浮填料SBR系统和腐殖填料SBR系统的启动试验35-38
• 3.3.1 系统启动阶段污泥的培养与驯化35-36
• 3.3.2 系统启动阶段对污染物的去除效能36-38
• 3.4 悬浮填料SBR系统和腐殖填料SBR系统稳定运行试验38-43
• 3.4.1 系统对主要污染物的去除效能38-40
• 3.4.2 系统去除污染物的特性分析40-43
• 3.4.3 不同种类填料对活性污泥沉降性能的影响43
• 3.5 本章小结43-45
• 第4章 双重生物填料SBR系统处理污水效能研究45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 双重生物填料SBR系统的启动试验45-47
• 4.3 双重生物填料SBR系统去除污染物的效能47-49
• 4.4 双重生物填料对污泥特性的影响49-54
• 4.4.1 系统中污泥表面形貌分析49-51
• 4.4.2 EPS对污泥沉降性能的影响51-53
• 4.4.3 不同生物填料SBR系统活性污泥中腐殖质含量分析53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 不同生物填料处理污水的微生物特性分析56-63
• 5.1 引言56
• 5.2 不同生物填料对微生物多样性的影响56-60
• 5.2.1 微生物种群的丰度及多样性56-58
• 5.2.2 微生物群落差异性分析58-60
• 5.3 不同生物填料对微生物的群落结构影响60-61
• 5.4 本章小结61-63
• 结论63-65
• 建议与展望65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-73
• 致谢73

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本文编号：976405