基于A/O工艺的降解壬基酚聚氧乙烯醚活性污泥培养的实验研究

论文摘要

壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol Ethoxylates, NPnEO, n为聚合度)是一种非离子表面活性剂,性质稳定,应用广泛。其进入水体后的主要降解产物壬基酚(Nonylphenol, NP)和短链NPnEO具有难降解、疏水性和生物累积性,对生物体表现出雌激素活性,属环境内分泌干扰物质(Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)。国内外学者对环境激素物质的无害化处理进行了大量研究。研究出一些行之有效的降解方法,主要是生物降解和物理化学处理两大类。但是,所有物理化学方法均有其消耗一定资源与能源弱点,目前的研究重点仍然集中在消耗能源较低的生物处理方法上。专家学者对NPnEO的初级生物降解研究较多,对NPnEO的最终生物降解研究较少,较多文献认为NPnEO难以最终生物降解,但也有文献认为NPnEO可发生最终生物降解。本研究利用A/O工艺,在优化的工艺参数条件下,评价A/O工艺对NP10EO的处理效果,并培养分析降解NP10EO的活性污泥。实验结果表明,在原水中逐步增加NP10EO浓度的这个过程中,活性污泥的性状会受到影响,但随着活性污泥对NP10EO的逐步适应,其状态将逐步改善,污泥性状也趋于稳定。NP10EO浓度的逐渐增大对各种水质指标也造成了影响,随着NP10EO浓度的增大,COD、TN的去除率都将下降,当NP10EO浓度逐步稳定之后,COD的去除率有所回升,TN的去除率也逐渐稳定。A/O工艺中的活性污泥经过短暂的驯化就可对NP10EO产生良好的去除效果,但是NP10EO浓度的大幅度变化会导致去除率的明显下降。利用A/O工艺处理NP10EO,NP10EO会发生最终生物降解,苯环结构被破坏,并在活性污泥吸附的共同作用下,对其降解产物也具有有良好的处理效果。本研究采用PCR、DGGE等现代分子生物学技术,研究活性污泥中菌群结构的变化,发现随着原水中NP10EO浓度增加,DGGE分析图谱中的谱带有所减少,缺氧池和好氧池中微生物菌群的相似性减小,但随着NP10EO浓度的稳定,两个反应池中活性污泥的菌群的相似性也逐渐增大,菌群结构相对稳定,最终得到了有利于降解NP10EO及其降解产物的微生物菌群。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国的水资源情况
• 1.2 我国的水资源污染状况
• 1.3 污水处理的方法
• 1.4 壬基酚聚氧乙烯醚与其环境行为
• 1.4.1 表面活性剂
• 1.4.2 壬基酚聚氧乙烯醚
• 1.4.3 壬基酚聚氧乙烯醚降解产物的危害
• 1.4.4 壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解行为
• 1.4.5 壬基酚聚氧乙烯醚的生物降解途径
• 1.5 研究的内容与目的
• 第2章 活性污泥法与A/O工艺
• 2.1 活性污泥法的基本概念和原理
• 2.1.1 活性污泥法
• 2.1.2 活性污泥
• 2.1.3 活性污泥性状参数
• 2.1.4 有机底物反应去除动力学
• 2.2 A/O工艺的基本概念与原理
• 2.2.1 A/O工艺
• 2.2.2 好氧和缺氧条件下有机物的代谢
• 2.2.3 A/O生物脱氮工艺
• 2.2.4 A/O生物除磷工艺
• 10EO降解活性污泥的培养'>第3章 NP₁₀EO降解活性污泥的培养
• 3.1 技术路线
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验方案
• 3.3.1 原水的配制
• 3.3.2 活性污泥驯化方案
• 3.3.3 实验方法
• 第4章 实验数据的分析与讨论
• 4.1 工艺参数
• 4.1.1 温度
• 4.1.2 pH
• 4.1.3 DO
• 4.1.4 日进水量
• 4.1.5 污泥龄
• 4.2 活性污泥性状
• 4.3 水质指标
• 4.3.1 化学需氧量
• 4.3.2 氨氮、硝氮、亚硝氮以及总氮
• 4.3.3 总磷
• 10EO'>4.3.4 NP₁₀EO
• 4.4 小结
• 10EO活性污泥的分析'>第5章 降解NP₁₀EO活性污泥的分析
• 5.1 分子生物学方法介绍
• 5.1.1 聚合酶链式反应
• 5.1.2 变性梯度凝胶电泳
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 活性污泥样品
• 5.2.2 DNA的粗提与纯化
• 5.2.3 PCR扩增
• 5.2.4 DGGE
• 5.3 结果与分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢