论文部分内容阅读
本论文主要研究亚硝化／电化学生物反硝化全自养脱氮工艺中进水氨氮浓度、pH值、游离氨(free ammonia,FA)浓度等因素对低碳氮比氨氮废水处理效果的影响,并在工艺不同进水FA浓度条件下,采用荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)和电镜(SEM)技术研究亚硝化段和电化学生物反硝化段活性污泥及生物膜中的细菌组成和结构。主要研究结论如下：1.亚硝化／电化学生物反硝化自养脱氮工艺研究表明：(1)采用低DO(0.2-0.6mg／L)和快速提高进水氨氮浓度的方法可以快速启动和驯化亚硝化段MBR反应器。(2)电化学生物反硝化段的运行条件范围为：电流不高于2.5A,电流密度不高于0.11mA/cm2,进水氨氮不高于300mg／L。(3)在低溶解氧(0.2-0.6mg／L)条件下,pH值和FA浓度对MBR段亚硝化效果影响显著。当FA浓度低于2mg／L时无法实现亚硝化,当FA浓度为5～50mg／L时能迅速实现亚硝化。(4)亚硝化／电化学生物反硝化白养脱氮工艺装置的最佳运行条件范围为：溶解氧0.2-0.6mg/L,pH值为8.2～8.4,适宜温度范围17-30℃,进水氨氮浓度不高于600mg／L,氨氮负荷不高于0.73kg/(m3·d),HRT不低于20h。在最优化条件下,亚硝化／电化学生物反硝化工艺装置稳定运行,MBR段出水氨氮去除率和亚硝氮生成率能稳定在50%左右,总氮去除率超过80%；出水SO42-浓度不高于800mg／L,可以通过适当延长HRT或增加电流的办法降低出水中SO42-浓度。(5)进水氨氮浓度不大于600mg／L条件下,出水中的氨氮和pH值指标能够满足《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)的不同回用用途的要求。2.对工艺的微生物学及分子生物学FISH研究表明：(1)当FA浓度为0.5mg／L时,亚硝化段MBR反应器内氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB)各占0.92%和2.8%,优势种群为脱氮硫杆菌；而FA浓度为12.4-48.6mg／L时,其中AOB和NOB各占33.6%-47.4%和1.0%～2.95%,优势种群为亚硝化细菌。说明较高FA有利于AOB的生长,有利于亚硝化段实现亚硝化。(2)当FA为0.5～12.4mg／L时,电化学生物反硝化段内的脱氮硫杆菌、厌氧氨氧化菌和真细菌分别占总菌数的7.2%-15.3%、7.2%-10.3%和9.1%～14.3%,电镜照片中显示只含有少量短杆菌、球菌和丝状菌；当FA为48.6mg／L时,上述三种细菌分别占总菌数的34.5%、44.2%和60.8%,与SEM结果一致。表明随FA浓度的增加,有利于上述三种菌的生长,有助于提高电化学生物反硝化段的处理效果。