節(jié)水型黑水微生物處理系統(tǒng)除磷組分的研究.pdf

1、黑水是指含有尿液和糞便的廁所污水,其中氮、磷營養(yǎng)鹽濃度高;有機質含量豐富,還攜帶有病原菌微生物,既是水體直排的污染關鍵,又是形成水體點源污染的重要因素,其中的高磷濃度也成為水體富營養(yǎng)化的潛在危害。本文研究所基于的節(jié)水型黑水微生物處理系統(tǒng)是一種獨立的、專門針對分散的點源黑水排放,利用微生物代謝作用,做到就地處理,出水循環(huán)利用,尤其側重對高濃度營養(yǎng)鹽氮、磷的去除。本文通過對系統(tǒng)中微生物除磷的主要組分——聚磷菌(PAOs)的分析與研究,以培養(yǎng)

2、基為切入點,通過對培養(yǎng)基的改進研究,從而提高對聚磷菌PAOs的可培養(yǎng)性,同時增強PAOs對高濃度磷酸鹽的去除效能。首先對系統(tǒng)中富集的PAOs進行平板培養(yǎng),分析了其傳統(tǒng)可培養(yǎng)性低的原因,提出增效劑添加法。經劃線培養(yǎng),分離出PAOs的三種優(yōu)勢菌落。同時利用菌液濃度分光光度法,測定PAOs與三種優(yōu)勢菌落的生長曲線,比較其異同,表明三種優(yōu)勢菌落與PAOs的生長代謝與增殖過程存在著明顯差異?；诖?利用QC8500流式營養(yǎng)鹽分析儀進一步開展提高P

3、AOs的可培養(yǎng)性與除磷效能的研究,開展了丙酮酸鈉(Pyruvicacid sodium salt)、L-脯氨酸(L-Proline)、-α酮戊二酸(Keto-glutaric acid)和β-環(huán)化糊精(β-Cyclodextrin)作為改進培養(yǎng)基的增效劑的研究與濃度閾值篩選實驗;并進行增效劑對PAOs及三種優(yōu)勢菌落的生長促進作用、除磷性能促進作用兩方面的研究,為系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮除磷性能提供了依據與基礎。經實驗分析、研究得出的主要結論有

4、:PAOs對培養(yǎng)基的選擇性很強,培養(yǎng)生境的不同、營養(yǎng)的缺乏、共同協(xié)作方式的改變、活性物質的不足及生態(tài)位的變化等都會成為降低其可培養(yǎng)性的重要生態(tài)因子。PAOs劃線分離出的三種優(yōu)勢菌落,其中菌落-I呈白色雪花狀,直徑2～4.5mm;菌落-Ⅱ呈白色球狀,直徑2～3.5mm;菌落-Ⅲ呈黃色橢球狀,直徑1.5～2mm。PAOs一次完整的生長周期歷時48小時。三種優(yōu)勢菌落中,菌落-Ⅱ的可培養(yǎng)性最高,菌落-Ⅲ的可培養(yǎng)性最差,菌落-Ⅰ是富集于此系統(tǒng)PA

5、Os群落中的特有種。四種增效劑中,除α-酮戊二酸對PAOs的生長具有抑制作用外,其它三種均有助于促進PAOs的生長代謝,提高其可培養(yǎng)性,增強除磷性能,三種促進型增效劑的最適濃度閾值介于0.001～0.005mg/l之間。其中丙酮酸鈉對增強PAOs的可培養(yǎng)性、提高生長速率、延長生長代謝周期的促進作用穩(wěn)定且顯著,而β-環(huán)化糊精則對三種優(yōu)勢菌落的除磷性能促進作用較強,尤其針對菌落-Ⅰ和菌落-Ⅲ。在茵落-I的培養(yǎng)中添加β-環(huán)化糊精作為增效劑,對

6、總磷的去除率可提高23.8％;在菌落-Ⅲ中添加β-環(huán)化糊精,可使其對有機磷的去除率提高45.2%;在菌落-Ⅱ中添加L-脯氨和β-環(huán)化糊精后,對有機磷的去除率分別提高30.2%和34.3%。本文基于節(jié)水型黑水微生物處理系統(tǒng)所開展的研究,尤其對黑水中的高磷組分具有一定針對性,能夠有效削減黑水中磷的濃度,緩解生活污水點源污染問題的同時,也是有助于防止水體富營養(yǎng)化問題的一項重要措施。此外,對高氮、磷濃度黑水的有效處理也有利于我國廣大農村地區(qū)的污