利用復合鐵酶促生物膜技術強化生物脫氮功能研究.pdf

1、隨著經濟的不斷發(fā)展，我國城鎮(zhèn)化的水平也日益升高，小城鎮(zhèn)的建立凸顯出諸多的環(huán)境問題，例如小城鎮(zhèn)環(huán)境基礎設施落后，污水集中處理設施缺乏，小城鎮(zhèn)污染源數量較多且分散，污水水量變化大、成分復雜，所以尋求一個適應小城鎮(zhèn)污水排放特點的水處理方式是實現我國小城鎮(zhèn)經濟不斷發(fā)展，居民生活質量提高的必由之路。適合小城鎮(zhèn)實際情況的多產業(yè)型城鎮(zhèn)不污水處理工藝——耕作層下A/O土地處理系統應運而生，該系統充分考慮了小城鎮(zhèn)污水水質水量的特點，且其較低的好氧單元處理

2、負荷，較低的能耗以及較低的運行成本等，-均為小城鎮(zhèn)污水的有效處理找到了出路。
　　本文的研究對象——耕作層下A/O土地處理系統，雖然具有COD去除率高、運行狀況穩(wěn)定等一系列優(yōu)點，但從已經建成的示范基地處理效果來看，該污水處理系統在脫氮方面仍然存在一定的潛力，系統存在進一步的優(yōu)化空間。
　　本研究針對城鎮(zhèn)污水脫氮處理的技術難題，提出了復合鐵酶促生物膜技術這一新概念——通過鐵離子參與微生物的生化反應與能量代謝過程中，強化鐵離子參

3、與的電子傳遞作用與酶促反應激活劑作用，從而提高微生物的活性，進而提高生物脫氮的效率，該技術擬從根源上解決耕作層下A/O土地處理系統的硝化效率低等問題，以期對該系統進一步優(yōu)化，在現有基礎上繼續(xù)降低運行成本，提高氮的排放指標。
　　本實驗通過模擬耕作層下A/O土地處理系統生物膜處理段，以實際生活污水作為系統進水，對不同含鐵量的生物膜小試系統進行研究。實驗分別在春季與夏季考察了不同含鐵量的生物膜系統與普通生物膜系統的脫氮效率、CODCr

4、的去除率、微生物活性、能量代謝以及電子傳遞體系活性的區(qū)別，確定不同季節(jié)的最佳投鐵量，并通過宏基因組測序技術對傳統生物膜以及最優(yōu)復合鐵酶促生物膜的微生物多樣性進行重點研究，從宏觀和微觀兩個角度明確復合鐵酶促生物膜強化脫氮的作用機制，為這一新概念的實際推廣、應用提供了理論依據。
　　本實驗研究結果表明:
　　(1)春季以及夏季，復合鐵酶促生物膜的脫氮效果以及CODCr的去除率均高于傳統生物膜，且鐵對生物膜的處理能力的促進作用隨含

5、鐵量的增大而增強，且含鐵量6％的生物膜促進效果最顯著，但含鐵量超過6％時，其促進作用會明顯下降，但沒有抑制作用。在春季，含鐵量6％的生物膜CODCr的去除率提高了13.3％，氨氮的去除率提高了16.4％，總氮的去除率提高了30.5％。在夏季，其CODCr的去除率提高了8.5％，氨氮的去除率提高了12.4％，總氮的去除率提高了25.8％。
　　(2)春季以及夏季，復合鐵酶促生物膜的脫氫酶活性以及電子傳遞體系活性均高于傳統生物膜活性，

6、隨著含鐵量的增加鐵對生物膜活性的促進作用也進一步增強，且當含鐵量為6％時促進效果最顯著，當投鐵量超過6％時，其促進作用會明顯下降，但沒有抑制作用。在春季，含鐵量6％的生物膜，脫氫酶活性提高量為40.5％，電子傳遞體系活性提高量為43.8％。在夏季，其脫氫酶活性提高量為37.3％，電子傳遞體系活性提高量為38.2％。
　　(3)通過宏基因組檢測發(fā)現，處理效果最佳的6％復合鐵酶促生物膜和傳統生物膜的物種豐度、群落結構、優(yōu)勢菌等都具有極