强化生物除磷系统除磷效果及微生物群落结构分析

发布时间：2020-06-20 17:42

【摘要】：强化生物除磷工艺（Enhanced biological phosphorus removal，EBPR）被认为是最经济高效的污水除磷工艺之一，因此在污水生物除磷中广为应用。本研究在实验室条件下采用SBR反应器运行强化生物除磷工艺，考察该系统的除磷效果，并对其微生物群落结构进行研究。研究发现，运行第12天厌氧末端出现释磷现象；运行26天以后磷去除率保持在90%以上。厌氧阶段释磷和好氧阶段吸磷主要发生在进入每个阶段的30min内。TOC的去除主要发生在厌氧阶段。运行6周后，系统除磷率和TOC去除率分别达到97.8%和97.5%，污泥含磷量达到污泥干重的13.5%。污泥沉降性能良好，MLSS保持在2600-3000mg/L，MLVSS/MLSS的比值保持在0.75左右，SVI值在120-150mL/g，颗粒粒径介于0.02-0.2mm之间的颗粒约占88%；污泥生物相丰富，成熟稳定，净化效果好。对厌氧阶段生成的PHB颗粒的染色，尼罗蓝染色法比苏丹黑染色法特异性高；好氧阶段生成的多聚磷酸盐的染色方法中，DAPI染色法和奈瑟氏新方法效果更好。气相色谱法测得厌氧末端PHB含量达到198.3mg/g MLSS； poly-P的测定则用高氯酸消化细胞后，用钼锑抗分光光度法测定其中的磷含量，好氧末端poly-P含量达到138.4mg/g MLSS。优化了聚磷菌探针的杂交条件，FISH杂交结果表明，Betaproteobacteria聚磷菌占活性污泥微生物的38.7%，Rhodocyclus spp.占13.9%；GAOs在体系中含量很少。对反应器启动到稳定运行阶段的活性污泥样品进行PCR-DGGE，选取其中优势条带克隆测序，建立系统发育树，结果显示，EBPR体系中的微生物种群分属于α-proteobacteria、β-proteobacteria、γ-proteobacteria、Rhodococcus sp.、Pseudomonas sp.及Uncultured organism。本研究从运行稳定的EBPR系统中筛选出10株聚磷菌，对其中除磷效果好的4株菌进行形态学观察、生理生化鉴定和分子生物学鉴定，结果表明PAO-1和PAO-5属于希瓦氏菌，PAO-2和PAO-3则属于气单胞菌。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703.1
【图文】：

反应器启动,状态变化,污泥

第 2d - 5d 颜色由深灰色过渡到灰色，第 6d 开始有黄色污泥出现，颜色逐渐变浅，运行 3 周后，污泥颜色变成黄色，但仍有少量灰色颗粒存在，直至运行到第 6 周污泥颗粒完全呈现黄色（图2-10）。图 2-10 反应器启动期的污泥状态变化Fig.2-10 Sludge state changes during the start-up period of reactor由图2-11可知，接种污泥和反应器运行前 6 周活性污泥絮体的体积平均粒径情况。体积平均粒径变化不明显，运行初期几天内平均粒径在 50μm 以下，之后的时间均保持在 50 - 65μm 之间，絮体大小比较稳定，上下浮动不大。对运行第 42d 的活性污泥粒径分析发现，粒径介于 0.02 - 0.2mm 之间的颗粒约占88%，大部分絮体粒径为 30 - 100μm，约占 63%（图2-12）。有研究发现反应器溶解氧浓度为 2mg /L 时

活性污泥,扫描电镜分析,累枝虫,连续运动

M-O 连续运动的钟虫 P 湖累枝虫 Q 轮虫M-O continuous movement of Vorticella P Epistylis lacustris Q Rotifer图 2-13 活性污泥中的微生物Fig.2-13 Microbes in activated sludge

【参考文献】