耐低溫反硝化菌劑研制及其處理生活污水研究

【摘要】：目前水體中的氮素污染已經(jīng)成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。高效經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的脫氮處理技術(shù)及其基礎(chǔ)應(yīng)用研究非常重要。相對(duì)于理化法,生物脫氮具有更高的經(jīng)濟(jì)效益,是目前應(yīng)用最廣的技術(shù)。溫度對(duì)反硝化的影響非常大,我國(guó)北方地區(qū)冬季氣候寒冷,造成該地區(qū)冬季污水處理廠脫氮處理效果不理想。本研究以實(shí)驗(yàn)室已存的三株耐冷反硝化菌LTD-03,LTD-05,LTD-16為研究對(duì)象,根據(jù)三株菌的脫氮特性,研制耐低溫反硝化菌劑,考察菌劑的生長(zhǎng)特性及低溫脫氮特性。將菌劑用于生活污水的脫氮處理,探討處理時(shí)的環(huán)境條件及處理效果?？疾烊昴屠浞聪趸拿摰匦园l(fā)現(xiàn),三株菌的硝氮和總氮去除率LTD-03LTD-16LTD-05;三株菌的亞硝氮積累量LTD-03LTD-16LTD-05。根據(jù)三株菌的這一特性,通過(guò)三株菌的混合,研制復(fù)合菌劑,復(fù)合菌劑比例為(LTD-03):(LTD-05):(LTD-16)=2:1:3時(shí),能夠在獲得最大硝酸鹽氮降解速率的同時(shí)積累最少的亞硝酸鹽氮,將此復(fù)合菌劑標(biāo)記為菌劑CM?？疾霤M的生長(zhǎng)特性,菌劑CM生長(zhǎng)的最佳C/N為20:1;雖然隨著溫度的升高,菌劑CM生長(zhǎng)越旺盛,但是初始OD600≈0.40時(shí),接種60h后,OD600≈1.21,菌劑的平均生長(zhǎng)速率達(dá)到0.52d-1,菌劑在10℃也能生長(zhǎng)良好。CM生長(zhǎng)的最佳p H=8,p H=6僅為p H=8時(shí)生長(zhǎng)速率的1/10;最佳裝液量為400m L,是裝液量為100m L時(shí)生長(zhǎng)速率的1.69倍。菌劑CM的脫氮特性研究表明,在低溫5~15℃的范圍內(nèi),CM能夠良好地進(jìn)行反硝化,雖然脫氮能力隨著溫度的升高而變強(qiáng),但是在10℃時(shí)接種菌劑CM60h后硝氮去除率可達(dá)89.80%;初始硝氮濃度為200mg/L時(shí)的硝酸鹽降解速率是50mg/L時(shí)的2.26倍;氨氮濃度超過(guò)20mg/L會(huì)嚴(yán)重抑制菌劑的脫氮能力;菌劑脫氮最佳p H為8,相對(duì)于p H為6時(shí)硝氮提高了63.91%;最佳C/N為20:1,相對(duì)于C/N為5:1硝氮去除率提高了32.47%。菌劑CM在10℃條件下處理生活污水的研究表明,脫氮過(guò)程中外加碳源是非常有必要的,添加碳源后硝氮去除率是未添加碳源時(shí)的4.11倍。生活污水中原有微生物不會(huì)對(duì)菌劑CM的脫氮能力造成影響。最佳接種量為3%,比接種量為1%時(shí)硝氮去除率提高了40.52%。菌劑CM脫氮的最佳p H為8,相對(duì)于p H為6時(shí)硝氮去除率提高了73.15%。菌劑CM與活性污泥聯(lián)用能在3h內(nèi)快速去除生活污水中的硝態(tài)氮,去除率達(dá)到100%,相對(duì)于未添加菌劑時(shí)硝氮去除率提高了23.50%,這種效果有利于脫氮系統(tǒng)在10℃條件下的啟動(dòng)。我國(guó)北方污水處理廠冬季平均水溫一般在10℃左右,菌劑CM能夠在10℃條件下快速穩(wěn)定地去除生活污水中的硝態(tài)氮,具有良好的應(yīng)用前景。項(xiàng)目研究為生活污水的脫氮處理提供了一種新的方法,對(duì)我國(guó)水污染治理及日益嚴(yán)重的水資源短缺有著重要的意義。 【關(guān)鍵詞】：低溫 反硝化菌劑 生物強(qiáng)化 脫氮 廢水生物處理
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X799.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 水體中的硝酸鹽11-15
• 1.1.1 水體中氮污染的來(lái)源與危害11-12
• 1.1.2 水體中硝酸鹽污染現(xiàn)狀12-13
• 1.1.3 硝酸鹽污染的治理技術(shù)13-15
• 1.2 微生物反硝化及其影響因素15-17
• 1.2.1 反硝化機(jī)理15
• 1.2.2 反硝化的影響因素15-17
• 1.3 低溫對(duì)反硝化的影響及應(yīng)對(duì)措施17-19
• 1.3.1 低溫對(duì)反硝化的影響17-18
• 1.3.2 微生物反硝化的低溫強(qiáng)化策略18-19
• 1.4 國(guó)內(nèi)外利用生物強(qiáng)化進(jìn)行生活污水脫氮研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 課題研究意義、內(nèi)容和技術(shù)路線21-22
• 1.5.1 研究意義21
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.6 技術(shù)路線22-23
• 2 耐低溫反硝化菌劑研制23-31
• 2.1 試驗(yàn)材料23-24
• 2.1.1 菌種來(lái)源23
• 2.1.2 培養(yǎng)基23-24
• 2.1.3 試驗(yàn)儀器24
• 2.2 試驗(yàn)方法24-26
• 2.2.1 單菌硝氮降解特性研究24-25
• 2.2.2 復(fù)合菌比例實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.2.3 檢測(cè)方法26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論26-30
• 2.3.1 單菌的硝氮降解特性26-28
• 2.3.2 復(fù)合菌比例實(shí)驗(yàn)28-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 3 菌劑CM的生長(zhǎng)條件研究31-36
• 3.1 試驗(yàn)方法31-32
• 3.1.1 菌劑生長(zhǎng)的最佳C/N31
• 3.1.2 菌劑生長(zhǎng)的最佳溫度31
• 3.1.3 菌劑生長(zhǎng)的最佳p H31-32
• 3.1.4 菌劑生長(zhǎng)的最佳裝液量32
• 3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論32-35
• 3.2.1 菌劑生長(zhǎng)的最佳C/N32-33
• 3.2.2 菌劑生長(zhǎng)的最佳溫度33-34
• 3.2.3 菌劑生長(zhǎng)的最佳p H34
• 3.2.4 菌劑生長(zhǎng)的最佳裝液量34-35
• 3.3 小結(jié)35-36
• 4 菌劑CM的低溫反硝化脫氮特性研究36-48
• 4.1 試驗(yàn)方法36-37
• 4.1.1 不同初始硝酸鹽負(fù)荷對(duì)菌劑低溫反硝化的影響36
• 4.1.2 氨氮對(duì)菌劑低溫反硝化的影響36-37
• 4.1.3 不同C/N對(duì)菌劑低溫反硝化效果的影響37
• 4.1.4 不同低溫下菌劑CM反硝化效果37
• 4.1.5 初始p H對(duì)菌劑低溫反硝化的影響37
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論37-47
• 4.2.1 不同初始硝酸鹽負(fù)荷對(duì)菌劑低溫反硝化的影響37-39
• 4.2.2 氨氮對(duì)菌劑低溫反硝化的影響39-41
• 4.2.3 不同C/N對(duì)菌劑低溫反硝化效果的影響41-43
• 4.2.4 不同溫度對(duì)菌劑CM的反硝化效果43-45
• 4.2.5 初始p H對(duì)菌劑低溫反硝化的影響45-47
• 4.3 小結(jié)47-48
• 5 菌劑CM處理生活污水48-56
• 5.1 生活污水來(lái)源以及硝化48
• 5.1.1 生活污水和活性污泥來(lái)源48
• 5.1.2 生活污水的硝化48
• 5.2 試驗(yàn)方法48-50
• 5.2.1 外加碳源以及廢水中其他微生物對(duì)菌劑處理生活污水的影響48-49
• 5.2.2 菌劑單獨(dú)處理生活污水49-50
• 5.2.3 菌劑與活性污泥聯(lián)合處理生活污水50
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論50-55
• 5.3.1 外加碳源以及廢水中其他微生物對(duì)菌劑處理生活污水的影響50-52
• 5.3.2 菌劑單獨(dú)處理生活污水52-54
• 5.3.3 菌劑與活性污泥聯(lián)合處理生活污水54-55
• 5.4 小結(jié)55-56
• 6 結(jié)論和建議56-58
• 6.1 結(jié)論56-57
• 6.2 建議57-58
• 參考文獻(xiàn)58-67
• 致謝67-68
• 在校期間研究成果68

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