硫酸盐型厌氧氨氧化同步脱氮除硫实验研究

发布时间：2017-12-31 12:33

本文关键词：硫酸盐型厌氧氨氧化同步脱氮除硫实验研究　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：硫酸盐型厌氧氨氧化反应可将废水中的氨氮和硫酸盐同时去除,处理效率高,且不产生二次污染。在废水处理领域,为氨氮和硫酸盐同步去除提供了新思路。但是目前,该反应启动耗时长以及机理不明确对该技术的广泛应用造成障碍。本课题主要研究无机条件下运行的硫酸盐型厌氧氨氧化反应启动过程特点及污染物处理能力,考察此过程中的微生物形态、种群组成特性等,为其在废水处理领域中对含有高浓度氨氮和硫酸盐废水处理实践基础。本课题采用自行设计的厌氧生物反应器,仅用氨氮和硫酸盐作为进水基质培养混合污泥以启动硫酸盐型厌氧氨氧化反应,对其水处理性能以及各种环境因素的影响进行探究,同时利用高通量测序进行污泥微生物种群结构分析,为该反应机理分析提供理论支持。驯化过程历时103天,在第26天出现氨氮和硫酸盐同步脱脱除的现象。反应器内脱氮脱硫效果良好,NH4+-N和SO42-去除率分别最高达92.5%和59.3%。高基质浓度(NH4+-N为180.0mg/L、SO42-为1050.0mg/L)下进水对硫酸盐型厌氧氨氧化反应优势菌种具有一定的毒害作用。通过监测进出水pH发现,该反应是一个产酸反应,不同于传统厌氧氨氧化反应。影响因素实验结果表明,提高进水N/S比有利于提高基质NH4+-N和SO42-的去除率;当HRT为18h时,NH4+-N去除率和去除负荷分别为73.1%、0.059KgN/m3·d,SO42-去除率和去除负荷分别为32.8%、0.180 KgS/m3·d;适宜的NO3--N及NO2--N有利于反应的进行;有机物的添加一定程度上会抑制脱氮除硫反应,在高浓度(800mg/L-1500mg/L)下使反应过程中的优势菌种由硫酸盐型厌氧氨氧化菌向硫酸盐还原菌转化。高基质浓度(NH4+-N为180.0mg/L、SO42-为1050.0mg/L)进水对硫酸盐型厌氧氨氧化反应优势菌种具有一定的毒害作用。通过高通量基因测序结果表明,本实验中采用的厌氧生物反应器中主要存在13个门的菌种,总共占整体测序微生物总量的92.9%-93.7%。其中存在厌氧反应器常见的门类:Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Chlorobi(绿菌门)等。不常出现在厌氧反应器内的门类有Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)、Cyanobacteria(蓝细菌门)、Armatimonadetes(装甲菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Nitrospirae(硝化螺旋菌门)以及两种新细菌Candidate_division_OD1和SHA-109。另外,Ignavibacteriales属的比例占细菌总数的12.6%-13.1%,比例较高,但目前对此菌种的研究较少,还未有中文命名。在本反应器内总共检测出主要3种属于Planctomyetes(浮霉菌门)的细菌,分别为Pla4_lineage、SM1A02和Planctomycetaceae,所占比例之和约为1.5%-3.3%;2种AOB细菌,所占比例为1.8%-2.3%,4种反硝化细菌,所占比例约11.2%-12.4%。没有发现存在任何硫酸盐还原菌,可见S2-并不是S-Anammox反应的产物。连续运行实验显示S-Anammox的N/S转化比不稳定,同时污泥中微生物测序证明反应器内存在多种脱氮菌种,可以表明S-Anammox反应是一个多步反应。进水N/S比及HRT等条件都可能影响反应的进行。进水N/S比对该反应氮损失的影响较明显,而提高进水N/S比,不仅能显著提高NH4+-N的转化率,而且能够提高氮损失。
[Abstract]:In the field of wastewater treatment , it was found that the removal rate of NH 4 + - N and SO _ 2 - removal rate were up to 92 . 5 % and 59 . 3 % respectively . The results showed that the removal rate and removal rate of NH _ 4 + - N and SO _ 2 - N were up to 92 . 5 % and 59 . 3 % respectively . The results showed that the N / S ratio of S - Anammox was 1 . 8 % - 2 . 3 % , and that of 4 species of denitrifying bacteria was 1 . 5 % - 3 . 3 % .

【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】