鐵錳元素對(duì)生化反應(yīng)器效能以及微生物聚集的促進(jìn)作用研究.pdf

1、本文針對(duì)過(guò)渡金屬元素在水處理生化工藝中的應(yīng)用研究,特選擇Fe、Mn作為典型的代表元素,主要包括營(yíng)養(yǎng)液中添加Mn2+促進(jìn)好顆粒污泥形成機(jī)理研究以及濾料制備過(guò)程中加入Fe元素提高曝氣生物濾池活性研究?jī)刹糠帧?br>　　1.通過(guò)對(duì)比法,研究序批式活性污泥法培養(yǎng)好氧顆粒污泥的過(guò)程中Mn2+對(duì)好氧顆粒污泥形成的影響是本文的第二大研究重點(diǎn),其中實(shí)驗(yàn)組的營(yíng)養(yǎng)液添加10 mg/L Mn2+,對(duì)照組不添加任何含有Mn元素的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)組(RI

2、)的形成好氧顆粒污泥的時(shí)間比對(duì)照組(R2)快所需時(shí)間短,并且實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)出較高的CODcr去除效率和NH4+-N去除效率,盡管兩反應(yīng)器的去除效率都很高;實(shí)驗(yàn)組的成熟好氧顆粒污泥具有比重大、沉降性能好、相對(duì)疏水性大、完整性系數(shù)高、使顆粒粒徑分布集中VSS/SS值高以及胞外聚合物含量大等優(yōu)點(diǎn);三維熒光光譜分析胞外聚合物的結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組好氧顆粒污泥的胞外聚合物具有較高的有機(jī)物多樣性的特點(diǎn),特別是蛋白質(zhì)的多樣性;通過(guò)進(jìn)行污泥樣品DNA提取并進(jìn)行聚

3、合酶鏈反應(yīng)(PCR)以及變形梯度凝膠電泳(DGGE)分析,兩組好氧顆粒污泥的都具有較高的生物多樣性,但是實(shí)驗(yàn)組的好氧顆粒污泥具有較強(qiáng)的生物多樣性(實(shí)驗(yàn)組11種;對(duì)照組8種);對(duì)照組的8種微生物菌群同時(shí)在實(shí)驗(yàn)組的好氧顆粒污泥也分析得到,實(shí)驗(yàn)組的其余三種微生物菌群只在實(shí)驗(yàn)組的好氧顆粒污泥上分析得到;Uncultured sludge bacterium A16(AF234726)和RhodococcusspWTZ-R2(HMOO4214)為

4、實(shí)驗(yàn)組好氧顆粒污泥的優(yōu)勢(shì)微生物菌群,而對(duì)照組好氧顆粒污泥的優(yōu)勢(shì)菌群為uncultured sludge bacterium A16(AF234726)。因此,Mn2+對(duì)好氧顆粒污泥的培養(yǎng)速度以及其成熟好氧顆粒污泥的物理化學(xué)和生物性質(zhì)都具有重要的促進(jìn)作用。
　　2.鐵基填料(IOSP)由燒結(jié)礦、炭以及碳酸鈣等原料經(jīng)過(guò)一些列步驟高溫?zé)贫?。通過(guò)選用性質(zhì)較好的商品陶粒(CCP)作為對(duì)比,在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行上流式曝氣生物濾池研究以說(shuō)明鐵

5、基填料作為曝氣生物濾池濾料的合理性以及可用性。研究結(jié)果表明,IOSP反應(yīng)器只用了16天的時(shí)間就使得出水的CODcr濃度以及NH4+-N濃度達(dá)到穩(wěn)定,而CCP反應(yīng)器達(dá)到這一狀態(tài)需要的時(shí)間是20天,也就是說(shuō)IOSP反應(yīng)器的掛膜速度快于CCP反應(yīng)器;在這一過(guò)程中IOSP反應(yīng)器的CODcr去除效率和NH4+-N去除效率一直高于CCP反應(yīng)器;掛膜成功后,鐵基填料上的生物量密度39.12 mg/g而商品陶粒的生物量密度為25.95 mg/g;在曝氣

6、條件下,由于濾料中含有較多的Fe元素,IOSP反應(yīng)器表現(xiàn)出較高的總磷去除效率(最高總磷去除效率為64%,最低去除效率為42%),對(duì)于CCP反應(yīng)器,其最高的總磷去除效率僅為16%,遠(yuǎn)不到IOSP的總磷最低去除效率;在低pH條件下,IOSP顯示出較強(qiáng)的緩沖性并且其CODcr去除效率和NH4+-N去除效率一直保持原來(lái)的高去除效率,而在進(jìn)行酸性處理后,CCP反應(yīng)器的去除效率則是直線下降;出水元素分析證明,在這一階段Fe元素的出現(xiàn)是導(dǎo)致酸性條件下