双泥折流板反硝化除磷系统中反硝化除磷微生物的荧光原位杂交检测研究

论文摘要

我国作为经济迅猛发展的人口大国,正面临着前所未有的水危机。因此,寻求一种经济、可行的水处理技术是我国水处理领域面临的首要问题。近年来反硝化除磷理论的提出给我们提供了新的思路和视角,以其“一碳两用”、“节能环保”的优势越来越受到人们的关注。针对这一现状,本课题将高效、低能耗的反硝化除磷菌作为研究对象。首先在SBR反应器中采用厌氧/缺氧一段式的驯化方式培养驯化反硝化聚磷菌,并应用荧光原位杂交技术对培养驯化的反硝化聚磷菌进行菌种鉴定。反硝化聚磷活性污泥完成驯化后,将其投入至ABR反应器中与好氧生物膜系统联合运行启动双泥折流板反硝化除磷系统,重点考察了进水水质条件、系统运行参数（水力停留时间和硝化液回流比）对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响。主要研究结果如下:1.通过对SBR反应器不同培养驯化时期反硝化聚磷活性污泥进行FISH检测得知,在以NO3--N为电子受体富集反硝化聚磷菌的过程中,Rhodocclus sp.及其相关菌种逐渐成为优势菌种,占全细菌的的比例高达29%（±3%）,而在整个驯化过程中没有检测到Pseudomonas sp.。2.进水水质对反硝化聚磷菌菌种及系统运行特性均具有极大的影响。进水水质为COD浓度250mg/L,CODcr/TN比为5.6左右,进水磷浓度为5mg/L左右时有利于Rhodocyclus sp.及相关菌种的生长,使其成为系统的优势菌种,占据全细菌的26%（±7%）,在此进水水质条件下,系统具有良好的反硝化除磷效果。当进水水质CODcr/TN比过高或过低,均不利于Rhodocyclus sp.及相关菌种的生长,其含量急剧下降,与之同时,系统运行效果下降。CODcr/TN比过高时系统脱氮效果良好,除磷能力下降;CODcr/TN比过低时系统运行的整体效果下降。3.水力停留时间对Rhodocclus sp.及有亲缘关系的菌种数量影响不明显,但水力停留时间的长短对系统运行特性有显著的影响,较短的水力停留时间会导致系统运行的整体效果恶化。4.硝化液回流比对Rhodocclus sp.及有亲缘关系的菌种数量以及系统运行特性具有显著的影响。在过高的硝化液回流比下,系统活性污泥中Rhodocyclus sp.及有亲缘关系的菌种数量急剧下降,与之同时,系统的除磷能力急剧下降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 传统的生物脱氮除磷技术
• 1.2.1 传统的生物脱氮原理
• 1.2.2 传统的生物除磷原理
• 1.2.3 传统生物脱氮除磷工艺存在的问题
• 1.3 反硝化除磷脱氮新技术
• 1.3.1 反硝化除磷脱氮理论的提出
• 1.3.2 反硝化除磷机理
• 1.3.3 反硝化除磷脱氮技术的特点
• 1.4 反硝化除磷技术研究进展
• 1.5 荧光原位杂交技术在反硝化除磷微生物学研究中的应用
• 1.5.1 概述
• 1.5.2 荧光原位杂交技术发展历程
• 1.5.3 荧光原位杂交技术的原理
• 1.5.4 荧光原位杂交技术的关键操作环节
• 1.5.5 生物除磷中常用探针类型
• 1.5.6 荧光原位杂交技术在反硝化除磷微生物学研究中的应用
• 1.6 课题研究的目的、意义与内容
• 1.6.1 课题研究的目的与意义
• 1.6.2 课题研究内容
• 第二章 试验装置与研究方法
• 2.1 双泥折流板反硝化除磷系统试验装置
• 2.2 试验用水及接种污泥
• 2.3 常规水质检测项目及分析方法
• 2.4 荧光原位杂交方法
• 2.4.1 荧光探针
• 2.4.2 荧光原位杂交法中使用试剂及配制方法
• 2.4.3 荧光原位杂交试验步骤
• 第三章 双泥折流板反硝化除磷系统的启动及反硝化聚磷菌的分析
• 3.1 SBR 中反硝化聚磷菌的驯化富集及其FISH 鉴定
• 3.1.1 污泥驯化装置与方式
• 3.1.2 试验用水与接种污泥
• 3.1.3 反硝化聚磷菌的培养驯化
• 3.1.4 反硝化聚磷菌的FISH 鉴定
• 3.2 双泥折流板反硝化除磷系统的联合启动及反硝化聚磷菌的FISH 分析
• 3.2.1 双泥折流板反硝化除磷系统联合启动运行条件
• 3.2.2 双泥折流板反硝化除磷系统联合启动期运行特性
• 3.2.3 双泥折流板反硝化除磷系统启动期反硝化聚磷菌的FISH 分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 水质条件对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响
• 4.1 CODcr/TN 对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响
• 4.1.1 运行条件
• 4.1.2 CODcr/TN 对系统运行特性的影响
• 4.1.3 CODcr/TN 对反硝化聚磷菌菌种的影响
• 4.2 本章小结
• 第五章 系统运行参数对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响
• 5.1 水力停留时间对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响
• 5.1.1 运行条件
• 5.1.2 水力停留时间对系统运行特性的影响
• 5.1.3 水力停留时间对反硝化聚磷菌菌种的影响
• 5.2 硝化液回流比对系统运行特性及反硝化聚磷菌菌种的影响
• 5.2.1 运行条件
• 5.2.2 硝化液回流比对系统运行特性的影响
• 5.2.3 硝化液回流比对反硝化聚磷菌菌种的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介