DPB的培养及其协同作用的氮磷去除研究学位

河海大学硕士学位论文ANAMMOX菌与DPB的培养及其协同作用的氮磷去除研究姓名：韦启信申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：操家顺20080601ANAMMOX菌与DPB的培养及其协同作用的氮磷去除研究作者：韦启信学位授予单位：河海大学相似文献(10条)1.期刊论文祖波.魏世强.祖建.龙明梅.ZUBo.WEIShi-qiang.ZUJian.LONGMing-mei分子生物学测定Anammox菌研究进展-西南师范大学学报（自然科学版）2009,34(4)目前,已经发现了4种厌氧氨氧化菌属:CandidatusBrocadia(CandidatusBrocadiafulgida,anaerobicammonium-oxidizingPlanctomycete和CandidatusBrocadiaanammoxida),CandidatusKuenenia(CandidatusKueneniastuttgarti),CandidatusScalindua(CandidatusScalinduawagneri,CandidatusScalinduabrodae和CandidatusScalinduasorokinii)和异养厌氧氨氧化菌属(CandidatusAnammoxoglobuspropionicus、anaerobicammonium-oxidizingplanctomyceteCquenviron-1和CandidatusJetteniaasiatica).采用分子生物学方法测定厌氧氨氧化菌包括:PCR扩增(DGGE,末端标记限制性片段长度多态性(TRFLP)和定量PCR)、FISH、FISH-MAR和ISR-FISH等方法.结合传统方法和分子生物学方法对各种系统中的厌氧氨氧化菌进行测定,这对于全面认识厌氧氨氧化菌的性质、开发新的废水脱氮技术都具有重要意义.2.学位论文陈慧慧生物转盘反应器运行SNAD脱氮工艺特性的研究2008随着食品加工、农业含氮废水对水体环境的污染日益加剧，高效的污水脱氮技术已成为目前水处理领域的重要问题。然而传统生物脱氮工艺普遍存在工艺流程长，占地面积大，运行成本高等缺点。最近，一种极具应用前景的新型生物脱氮技术被开发出来。该工艺在单一反应器内组合半硝化、厌氧氨氧化和反硝化反应，与传统生物脱氮工艺相比大大降低了运行成本。本实验采用无纺布生物转盘反应器来运行基于厌氧氨氧化、半硝化和反硝化的自养脱氮、异养去除COD工艺。启动反应器采用先接种成熟厌氧氨氧化菌，运行ANAMMOX工艺。随后在生物膜外层接种驯养好的亚硝化污泥，运行CANON工艺。最后，在反应器进水中加入COD，实现同时半硝化、厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺。通过调节液位比与转速适当控制反应器溶解氧浓度，实现亚硝酸盐在生物膜外层的积累。生物膜外层亚硝化细菌消耗溶解氧为生物膜内层的厌氧氨氧化以及反硝化细菌创造厌氧环境，实现脱氮工艺的有效运行。主要结论如下：1、采用无纺布生物转盘反应器可以对anammox菌、亚硝化菌接种物进行有效的富集培养。在SNAD工艺运行稳定阶段，反应器进水NH4+-N平均浓度为200mgL-1，COD平均浓度为100mgL-1时，NH4+-N、TN、COD去除率分别达到最大值79％、70％、94％。2、对培养的SNAD工艺阶段生物膜进行扫描电镜观察显示：生物膜外层大部分为球状细菌。生物膜内层大部分为聚集成类似花椰菜状聚集体的菌体，并且伴有部分其他形状的细菌。3、用特异性探针EUB338，NSO190和AMX820对无纺布转盘生物膜进行荧光原位杂交，结果显示，生物膜内存在明显的分层现象，生物膜内结合探针NSO190的好氧亚硝化菌主要分布在生物膜外层靠近好氧区域，而结合探针AMX820的anammox菌以及仅被EUB338探针标记的反硝化细菌则主要分布在生物膜内层厌氧区域。这种以好氧亚硝化菌为主体的好氧层和以anammox菌与反硝化细菌为主体的厌氧层共同存在的生物膜分层结构，使三个微生物群落间在合作共生、代谢平衡，从而实现自养生物脱氮、异养去除COD工艺。3.期刊论文张瑛.阮晓红.ZHANGYing.RUANXiao-hong分子生物学技术及其在环境样品微生物分析中的应用-河海大学学报（自然科学版）2005,33(3)综述了荧光原位杂交(FISH)、多聚酶链式反应(PCR)、DNA克隆及DNA测序等分子生物学技术,并将这些分子生物学技术应用到淡水水体底泥厌氧氨氧化菌(anammox菌)和好氧氨氧化菌的原位检测中,从底泥样品中鉴别出这两种细菌,其中好氧氨氧化菌属于亚硝酸单胞菌属,厌氧氨氧化菌属于anammox菌的Brocadia分支,为进一步研究淡水环境中氮的微生物循环过程提供了一定的依据.4.学位论文钟红春垃圾渗滤液污染控制新型处理方法的研究2008当今,垃圾卫生填埋技术是我国处理城市垃圾的主要手段之一,但是由于垃圾自身的降解以及雨水的渗流,在垃圾填埋过程中产生大量渗滤液,导致严重二次污染。其特点是水量及水质随不同的处理场和填埋时间变化较大,COD浓度高,达数千至数万mg·L-1;氨氮浓度高,达数百至数千mg·L-1;BOD/COD数值低,可生物降解性差。研究表明,渗滤液中含有70多种有机物和各种重金属元素。目前的工程实践和研究都表明,直接对渗滤液进行传统的厌氧或好氧生物处理较难达到排放标准。随着人们对渗滤液污染的日益重视,国内外相关的研究逐渐增多。出于对运行费用的考虑,许多研究者将渗滤液的处理技术研究重点集中在新型生物处理技术上。课题从实际出发,对垃圾渗滤液原有处理工艺“氨氮吹脱+SBR进行调试和改造。根据COD、pH氨氮、硝氮、碱度等各项水质数据对处理工艺的运行情况进行分析,作出部分改造,完善该工艺。发现以前运行中存在的一些问题和工程固有缺陷,提出改进意见。由于厌氧氨氧化在处理含氮废水时所具有经济性、不会带来二次污染等优点,已经在世界各地得到广泛研究。本课题采用两套有效容积为3.2L的UASB反应器,以含NH4+-N和NO2--N的模拟废水为进水,对ANAMMOX反应过程的启动及运行期间的特征进行了对比研究。实验结果表明：1号反应器在第220dNH4+-N、NO2--N的去除率分别达到了99.7％、99.9％；2号反应器在第150dNH4+-N、NO2--N的去除率分别达到了99.8％、99.9％；1号反应器的出水在第220-300d的平均三氮比即去除的NH4+-N：去除的NO2--N：生成的NO3--N=1:1.16:0.15,2号反应器的出水在第150-300d的平均三氮比即去除的NH4+-N：去除的NO2--N：生成的NO3--N=1:1.28:0.15;两台反应器的pH值先后都存在特征性变化,在稳定阶段反应器内活性污泥都由接种时的黑褐色转化为黄棕色颗粒污泥,随试验时间的延长同样的负荷变化都对反应器的冲击越来越小；具有生物膜的2号反应器在提高ANAMMOX细菌的固定化、减少菌种的流失等方面具有较大优势。针对垃圾渗滤液中氨氮含量高,对生物处理存在毒性,使用氨氮吹脱存在二次污染的等问题,利用UASB+厌氧氨化”技术对氮素处理进行研究。通过温度和进水控制对UASB-ANAMMOX反应器内的ANAMMOX菌的反应活性进行充分抑制后,采用垃圾渗滤液配水来进行二次启动。试验结果表明,二次启动的时间相对较快,在第21d的NH4+-N的去除率就可以达到96.17％,NO2--N的去除率达到86.77％；由于反硝化的协同作用降低使得COD的去除率有下降的趋势,平均去除量只有60mg/L;反应启动过程中的平均三氮比即去除的NH4+-N：去除的NO2--N：生成的NO3--N=1:0.75:0.26;反应成功进行二次启动后的平均三氮比即去除的NH4+-N：去除的NO2--N：生成的NO3--N=1：0.95:0.26,三氮比中的亚硝氮去除比率较大幅上升。实验证明：以城市垃圾渗滤液SBR池所所产生的污泥为种泥,在两种不同的反应器启动厌氧氨氧化反应,两台反应器ANAMMOX菌的最小倍增时间低于11d。其中不具有生物膜的反应器启动用了约100天的时间,第220天才较为稳定。但是通过在反应器中添加生物膜使活性污泥固定化加快反应的驯化,启动只用了约60天时间并较快达到反应的稳定。将温度控制在18℃,保持低浓度的进水能够充分抑制厌氧氨氧化菌的反应活性。该菌体具有很好的二次启动能力,利用垃圾渗滤液配水进行的二次启动试验在第21d就将厌氧氨氧化菌培养成优势菌群。利用垃圾渗滤液代替氨氮来配水能够二次启动ANAMMOX反应,但由于垃圾渗滤液成分的复杂性使得反应过程中的平均三氮比中亚硝氮的去除比率较模拟废水配水试验大幅度下降。试验的pH值现象以及运用“电子计量学”的推导表明在进行厌氧氨氧化反应得同时还存在着较大量的反硝化反应,这就需要对试验再作进一步研究。5.学位论文朱明石上流式厌氧污泥床反应器厌氧氨氧化工艺脱氮运行研究2008水体的氮素污染对人类的生存环境造成了巨大危害,氨氮是水体氮素污染的首恶,己成为人们关注的焦点。厌氧氨氧化技术是一项具有广阔应用前景的新型生物脱氮技术,具有很高的开发价值。但是,要将这项生物脱氮技术推向应用,必须深入研究厌氧氨氧化反应过程中的控制运行条件、工艺参数、稳定性以及影响因素等问题。接种城市污水处理厂浓缩污泥和垃圾填埋场处理渗滤液的污泥分别成功启动并运行5套UASB厌氧氨氧化反应器、UASB-生物膜反应器,对各个实验阶段的效果进行比较和分析,研究正常条件下的废水中,pH、温度、基质等对厌氧氨氧化反应过程的影响程度并确定最佳控制范围。对温度对比试验及有机物协同作用进行了研究,补充了该工艺在温度控制及有机物影响方面的不足,为今后厌氧氨氧化工艺在常温环境及含有机污染物氨氮污水方面的应用奠定了基础。(1)UASB厌氧氨氧化反应器、UASB-生物膜反应器稳定运行阶段对合成废水处理效果理想,NH_4~+-N、NO_2--N去除率均达到99.9％,总氮去除率保持在90％以上的高水平,反应器内ANAMMOX菌群驯化富集情况良好,ANAMMOX菌群具有极强的活性,抗基质浓度及容积负荷冲击能力强,反应器稳定性能优异,具有极强的适应能力及自我修复能力。ANAMMOX反应活性提高期,反应器对ANAMMOX菌的驯化和富集已基本结束,但运行仍然很不稳定,容易受到冲击。容积负荷对反应器的影响在反应器活性提高期表现较为明显,该阶段反应器内ANAMMOX菌群处在一个快速生长及驯化期,稳定性较差,容易受到冲击,容积负荷的剧烈波动,将不利于ANAMMOX菌的富集。当反应器进入稳定运行阶段,低负荷运行容积负荷的影响则较小。UASB-生物膜反应器在ANAMMOX菌的驯化、富集方面更具有优势,反应器内ANAMMOX菌群具有更强烈的敏感性及良好的活性,受冲击后恢复迅速,脱氮性能整体优于普通UASB反应器。(2)低负荷阶段NH_4~+-N和NO_2--N去除率均在99.9％以上,出水NH_4~+-N、NO_2--N含量接近于零。中、高浓度负荷阶段NH_4~+-N去除率降低较NO_2--N明显,分别为85.0～92.0％、97.0～99.0％,总氮去除率在85.0％附近波动。当NH_4~+-N、NO_2--N以及TN浓度负荷分别提升至0.239kg/(m3·d)、0.315kg/(m3·d)、0.554kg(m3·d)时,氮素去除率下降明显,反应器总体性能较差,此时反应器已达到满负荷阶段。UASB-生物膜厌氧氨氧化反应器不仅适用于处理低浓度含氮废水,也可用于中、高浓度氮素废水处理。(3)UASB厌氧氨氧化反应器、UASB-生物膜反应器内厌氧氨氧化反应NO2--N与NH4+-N比率σ=[1.0,1.5]区间内厌氧氨氧化菌活性最佳,反应器对总氮去除效果理想。经长期驯化、运行的ANAMMOX菌群成熟度较高,适应性、耐冲击能力均较强,能够适应基质NO2--N与NH4+-N比率及浓度急剧变化的环境,并保持较好的处理效果。NO2--N与NH4+-N比率σ是ANAMM