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(yíng)養(yǎng)鹽濃度高;有機(jī)質(zhì)含量豐富,還攜帶有病原菌微生物,既是水體直排的污染關(guān)鍵,又是形成水體點(diǎn)源污染的重要因素,其中的高磷濃度也成為水體富營(yíng)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(dú)立的、專(zhuān)門(mén)針對(duì)分散的點(diǎn)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(cè)重對(duì)高濃度營(yíng)養(yǎng)鹽氮、磷的去除。本文通過(guò)對(duì)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(diǎn),通過(guò)對(duì)培養(yǎng)基的改進(jìn)研究,從而提高對(duì)聚磷菌PAOs的可培養(yǎng)性,同時(shí)增強(qiáng)PAOs對(duì)高濃度磷酸鹽的去除效能。首先對(duì)系統(tǒng)中富集的PAOs進(jìn)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(jīng)劃線(xiàn)培養(yǎng),分離出PAOs的三種優(yōu)勢(shì)菌落。同時(shí)利用菌液濃度分光光度法,測(cè)定PAOs與三種優(yōu)勢(shì)菌落的生長(zhǎng)曲線(xiàn),比較其異同,表明三種優(yōu)勢(shì)菌落與PAOs的生長(zhǎng)代謝與增殖過(guò)程存在著明顯差異。基于此,利用QC8500流式營(yíng)養(yǎng)鹽分析儀進(jìn)一步開(kāi)展提高P

3、AOs的可培養(yǎng)性與除磷效能的研究,開(kāi)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(jìn)培養(yǎng)基的增效劑的研究與濃度閾值篩選實(shí)驗(yàn);并進(jìn)行增效劑對(duì)PAOs及三種優(yōu)勢(shì)菌落的生長(zhǎng)促進(jìn)作用、除磷性能促進(jìn)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(jù)與基礎(chǔ)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析、研究得出的主要結(jié)論有

4、:PAOs對(duì)培養(yǎng)基的選擇性很強(qiáng),培養(yǎng)生境的不同、營(yíng)養(yǎng)的缺乏、共同協(xié)作方式的改變、活性物質(zhì)的不足及生態(tài)位的變化等都會(huì)成為降低其可培養(yǎng)性的重要生態(tài)因子。PAOs劃線(xiàn)分離出的三種優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)周期歷時(shí)48小時(shí)。三種優(yōu)勢(shì)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(duì)PAOs的生長(zhǎng)具有抑制作用外,其它三種均有助于促進(jìn)PAOs的生長(zhǎng)代謝,提高其可培養(yǎng)性,增強(qiáng)除磷性能,三種促進(jìn)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(duì)增強(qiáng)PAOs的可培養(yǎng)性、提高生長(zhǎng)速率、延長(zhǎng)生長(zhǎng)代謝周期的促進(jìn)作用穩(wěn)定且顯著,而β-環(huán)化糊精則對(duì)三種優(yōu)勢(shì)菌落的除磷性能促進(jìn)作用較強(qiáng),尤其針對(duì)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(duì)

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(duì)有機(jī)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(duì)有機(jī)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(kāi)展的研究,尤其對(duì)黑水中的高磷組分具有一定針對(duì)性,能夠有效削減黑水中磷的濃度,緩解生活污水點(diǎn)源污染問(wèn)題的同時(shí),也是有助于防止水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的一項(xiàng)重要措施。此外,對(duì)高氮、磷濃度黑水的有效處理也有利于我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)的污