北方地区农村生活污水处理菌群的选育及处理效果的研究

发布时间：2020-11-20 23:51

　　 目前,我国农村地区生活污水处理多采用沼气池、化粪池、人工湿地、土地渗滤等生物处理法,这些方法具有能耗低,二次污染小,运行管理方便等优点,但在我国北方农村地区冬季温度较低,生物处理法受低温影响严重,污水处理效率大幅下降,导致出水不达标,因此筛选驯化出在低温下具有良好降解性能的耐冷微生物,对我国北方地区农村生活污水处理具有重要意义。本文以活性污泥为菌种来源,通过反复低温驯化得到耐低温的活性污泥,从活性污泥中分离筛选出多株能高效降解污水中有机物的耐冷菌,确定优势菌种并进行分子生物学鉴定,再进一步研究混菌的作用效果并制成菌剂。以我国《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)中水作物的化学需氧量为标准(COD≤150mg?L~(-1)),考察低温驯化污泥及耐冷菌对农村生活污水的处理情况。研究主要分为以下几个内容:(1)以吉林某污水处理厂的活性污泥为样品来源,对活性污泥进行耐低温驯化,驯化后污泥在8℃下对实际农村生活污水的COD去除率为84.97%,出水COD最低为89.51mg?L~(-1),达到我国《农田灌溉水质标准》的最短处理周期为8天。在中试模拟一体化污水处理装置中,利用污泥处理模拟农村生活污水30天,平均出水COD为97.53mg?L~(-1),COD去除率最高可达88.44%,平均去除率为86.26%(2)从低温驯化的活性污泥中共分离出62株耐冷菌,通过观察各菌株对人工污水的处理情况,选择8株处理效果较好的菌株,分别是H-7、H-10、H-29、H-30、H-33、H-36、H-40、H-54。对这8株菌进行菌落形态特征观察、生理生化分析以及16SrDNA序列分析,最后鉴定为H-29、H-33、H-36属于假单胞菌属,H-7、H-30、H-54属于土生拉乌尔菌属,H-10属于拉恩氏菌属,H-40属于液化沙雷菌属。(3)比较单一耐冷菌和混合耐冷菌对模拟农村生活污水的处理COD去除能力。模拟农村生活污水的初始COD为721.5mg?L~(-1),在10℃下,假单胞菌H-30对模拟农村生活污水的COD去除率最高,为88.6%,8株耐冷菌按体积比H-7﹕H-10﹕H-29﹕H-30﹕H-33﹕H-36﹕H-40﹕H-54=2﹕1﹕4﹕4﹕4﹕1﹕1﹕1.混合后对实际生活污水COD去除率最高为94.12%。(4)研究耐冷菌的菌剂制备效果。以硅藻土为吸附剂,与活化后的混合耐冷菌液吸附制成菌剂。结果表明,在0.04g?mL~(-1)的硅藻土悬浊液中加入3mL最佳配比的混合菌液,20℃,150 r?min~(-1)的摇床中吸附84h时,对模拟农村生活污水的处理效果最好,COD去除率在第5天为58.05%;根据最适条件制成菌剂后,10℃下处理实际农村生活污水,当菌剂投放量为0.02g?mL~(-1)时,COD去除率最高,为83.61%,出水COD为92.45mg?L~(-1)。
【学位单位】：吉林化工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：X799.3;X172
【部分图文】：

第2章活性污泥低温驯化及对污水处理效果180.26g；蛋白胨，0.15g；牛肉膏，0.04g；(NH4)2SO4，0.03g；KH2PO4，0.07g；Na2CO3，0.06g；自来水，1L。将上述成分灭菌后备用，其COD约为650mgL-1。模拟农村生活污水[111]：蛋白胨，0.10g；可溶性淀粉，0.25g；洗洁精，0.10g；食用油，0.20g；羧甲基纤维素钠，0.05g；NaCl，0.05g；KH2PO4，0.05g；CaCl2，0.02g；MgSO47H2O，0.02g；自来水，1L。灭菌后备用，其COD约为710mgL-1。2.1.3实验装置图2.1模拟一体化污水处理装置简化图2.2实验方法2.2.1污泥的耐低温驯化将采集的污泥用LB液体培养基于25℃生化培养箱内活化3天，然后取活化的湿污泥5g（含水量为83%），加入到装有200mL人工污水的三角瓶内，20℃条件下恒温培养7天，定时摇匀，静置澄清后检测上层液COD。用蒸馏水冲洗沉降污泥，再依次进行15℃、12℃、10℃、8℃的驯化实验，每个温度重复驯化三次。2.2.2不同驯化污泥量对人工污水的处理效果取8℃驯化后的活性污泥，反复用蒸馏水冲洗、沉降活性污泥数次，抽滤弃去水份，分别称取湿重为1g、2g、3g、4g、5g的污泥加至200mL灭菌的人工污水中，放置生化培养箱内8℃培养7天，定时摇匀，静置澄清后检测上层液COD。

第2章活性污泥低温驯化及对污水处理效果20式中M—污泥接种量，gV—处理污水量，Lω—污泥含水量，%2.3结果与讨论2.3.1污泥驯化后对人工污水的处理效果将从污水处理厂取回的活性污泥，按照20℃、15℃、12℃、10℃、8℃五个温度梯度进行逐级降温驯化实验，最后一次驯化期间活性污泥对人工污水的处理结果如图2.2和表2.3所示。图2.2不同温度驯化污泥出水COD随时间变化曲线表2.3不同温度驯化污泥出水COD去除率温度/℃COD去除率/%温度/℃COD去除率/%885.651589.911088.912091.911289.54从图2.2和表2.3来看，各驯化温度下，人工污水的COD值随时间的增长而逐渐减校20℃驯化时，第4天可将人工污水COD降至150mgL-1以下，达到我国《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中水作物的灌溉要求（≤150mg

第2章活性污泥低温驯化及对污水处理效果22图2.3不同接种量污泥出水COD随时间变化曲线表2.4不同接种量污泥出水COD去除率污泥接种量/gCOD去除率/%污泥接种量/gCOD去除率/%185.22488.24285.76588.31386.29由表2.4和图2.3可以看出，在8℃条件下，随着活性污泥接种量的增加，污水中COD的去除效果也随之增强。1g和3g活性污泥在第6天将污水COD降至150mgL-1以下，出水COD分别为137.6mgL-1和133.1mgL-1，而利用2g活性污泥处理的污水COD降至150mgL-1以下需7天，第7天出水COD为92.16mgL-1；接种量为4g和5g的活性污泥，对污水的处理周期仅为5天，出水COD分别为110.6mgL-1和105.3mgL-1；第7天，1g~5g接种量处理的污水均达到我国《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005），其中4g和5g接种量的COO去除率较高，分别为88.24%和88.31%，处理效果基本相同。因此，实验的污泥最佳接种量为4g，除去污泥当中多余的水分，污泥浓度（MLSS）为3.4gL-1，在低温污水处理过程中，应用最适的接种量不但方便操作运行，还可以节省工艺成本，减小设备体积。
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本文编号：2892197