異養(yǎng)型同步硝化反硝化脫氮技術(shù)及微生物特性研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：X703.1國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：628.35工學(xué)博士學(xué)位論文異養(yǎng)型同步硝化反硝化脫氮技術(shù)及微生物特性研究博士研究生：蘇俊峰導(dǎo)師：馬放教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2007年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化的日益嚴(yán)重，去除水中氮素污染已經(jīng)成為當(dāng)今水污染防治領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。傳統(tǒng)生物脫氮由于作用于各脫氮步驟中的不同菌群對(duì)于營(yíng)養(yǎng)及溶解氧的要求各異，造成了生

2、物脫氮工藝復(fù)雜，極大地限制了生物脫氮在實(shí)際工程中的應(yīng)用。近年來(lái)，一些新型的脫氮菌的發(fā)現(xiàn)和新工藝的開(kāi)發(fā)，為生物脫氮提供了新的思路。本文對(duì)異養(yǎng)型同步硝化反硝化進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。將傳統(tǒng)分離方法與現(xiàn)代分子生物學(xué)手段相結(jié)合，建立了一種新的異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離篩選方法，使分離出的菌株具有更廣的適應(yīng)性。生物陶粒反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中逐階段減少進(jìn)水中的有機(jī)碳源濃度，第15~21d的氨氮的平均去除率為64.38％。DGGE測(cè)序結(jié)果表明在反應(yīng)器運(yùn)行第21d的優(yōu)勢(shì)種群

3、除了自養(yǎng)細(xì)菌，還有異養(yǎng)菌的存在。采用從生物陶粒反應(yīng)器中分離出的自養(yǎng)硝化細(xì)菌和異養(yǎng)硝化細(xì)菌建立SBR反應(yīng)器進(jìn)行了氨氮去除的試驗(yàn)研究，第22~31天的氨氮的平均去除率為59.8％。PCRDGGE圖譜分析表明，種群演替進(jìn)程緩慢結(jié)構(gòu)組成逐漸趨于穩(wěn)定。菌株能利用亞硝酸鹽進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的菌株SHY5成為整個(gè)反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)菌群。從生物陶粒反應(yīng)器和活性污泥中篩選出6株異養(yǎng)硝化細(xì)菌，采用乙酸鈉氯化銨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行硝化特性研究，經(jīng)過(guò)12d好氧培養(yǎng)，6株異養(yǎng)

4、硝化細(xì)菌對(duì)COD的去除率在45％以上，總氮和氨氮最終去除率在60%以上并且具有產(chǎn)生NO2N的硝化性能。經(jīng)過(guò)生理生化鑒定和16SDNA測(cè)序可基本確定分離的菌株wgy5、wgy55和wgy68為Pseudomonas.sp。菌株wgy21、wgy33和wgy36為Aciobacter.sp。同時(shí)對(duì)影響菌株硝化效率的生態(tài)因子進(jìn)行了探討，3株菌wgy5、wgy21和wgy33在溫度為30℃時(shí)異養(yǎng)硝化細(xì)菌的氨氮去除率最高，其硝化最適宜的pH值為偏

5、堿（pH8左右）。在CN小于12的情況下，氨氮去除率隨著CN比的增加而快速增長(zhǎng)。將6株異養(yǎng)硝化細(xì)菌擴(kuò)大培養(yǎng)后建立SBR反應(yīng)器進(jìn)行了氨氮去除的試驗(yàn)研究。在SBR反應(yīng)器進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)，可以觀察到系統(tǒng)對(duì)于氨氮的去除率穩(wěn)定在82.96%左右。對(duì)溫度、pH值和CN比等影響SBR反應(yīng)器異養(yǎng)硝化效能的生態(tài)因子進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，異養(yǎng)硝化SBR反應(yīng)器在溫度為29℃時(shí)，反應(yīng)器對(duì)氨氮和總氮的去除能力最大為82.28％和47.27％。在pH值為8.0時(shí)