MABR脫氮除碳效能及微生物膜特性研究.pdf

1、無泡曝氣膜生物反應器（MABR）是一種新型的具有廣泛應用前景的有機廢水處理技術。本研究將傳統(tǒng)污水檢測手段與通量測序技術相結合，重點以MABR生物膜為主要研究對象，系統(tǒng)地考察其在不同工況條件下對生活污水中碳氮等污染物的去除特征，揭示細菌和古菌生物群落結構的演替規(guī)律、評析功能菌群與運行效能之間的關系，探究生物膜內微生物群落的構建和調控機制，為高效MABR的研制奠定基礎。
　　本論文實驗研究結果表明，在批量進水、HRT為24 h以及可生

2、化性接近100％的前提下，MABR生物膜在生活污水處理過程中對有機質具有快速的吸附和氧化能力，且不易受到低溫、高鹽、低供氧壓力、水流沖擊和高進水COD和NH4-N濃度等環(huán)境的消極影響；而NH4-N的去除易遭受低溫、低供氧壓力和高NH4-N濃度的抑制；TN與NH4-N的脫除基本保持同步，但在一定程度上會受到高鹽度的脅迫和削弱。然而，TN和COD的去除并不同步，寡營養(yǎng)階段微生物的內源呼吸以及部分死亡菌體充當了反硝化所需碳源，促進了TN的去除

3、。同時，反應器普遍出現(xiàn)好氧反硝化現(xiàn)象。在進水COD和NH4-N分別為200-400和30-40 mg/L時，反應器普遍地獲得了高于90%的碳氮去除率。
　　生物膜中具備脫氮除碳功能的的優(yōu)勢菌群包括Anaerolineae、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Candidatus Nitrososphaera等，運行參數(shù)主要改變這些菌群的比例分配，以至

4、于影響了生物膜的污水處理效能。
　　生物膜可以容納多種氨氧化菌和反硝化菌。氨氧化菌包括細菌Nitrosomonas和古菌Candidatus Nitrososphaera，其中，Nitrosomonas易受低溫、高鹽和低供氧壓力等環(huán)境的脅迫和抑制，而Candidatus Nitrososphaera則具備較強的耐受能力，甚至更適宜在這些生境中棲息，其在氨氮氧化方面的作用可能強于氨氧化細菌；反硝化菌主要包括厭氧反硝化菌 Hydrog

5、enophaga、好氧反硝化菌Hyphomicrobium和光能反硝化菌 Rhodobacter；脫氮功能菌群的多樣性強化了MABR高效的脫氮性能。
　　MABR微生物群落結構的動態(tài)變化是工況條件等確定性因素和生態(tài)漂變等隨機性因素共同作用的結果。而工況條件主導了頂級群落的結構組成和分布。通過改變工況參數(shù)可以有效地調控主要菌群的分配比例，優(yōu)化運行效能。
　　同一工況參數(shù)對生物膜中細菌和古菌群落結構的影響程度并不相同；不同工況變