復(fù)合晶種濾池的廢水處理效能及微生物生態(tài)學(xué)特性研究.pdf

1、磷對水體富營養(yǎng)化的作用遠(yuǎn)大于氮，同時磷是一種不可再生的自然資源，其儲備量的日趨減少將會成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的限制因素。采用生物-結(jié)晶協(xié)同除磷及回收磷的復(fù)合晶種濾池一方面可以實現(xiàn)磷的有效去除，還可以實現(xiàn)磷的高效回收。本課題研究了復(fù)合晶種濾池的廢水處理效能，同時采用分子生物學(xué)分析技術(shù)對該系統(tǒng)不同運行階段的優(yōu)勢種群進(jìn)行分析，研究了復(fù)合晶種濾池的微生物種群結(jié)構(gòu)特性。
　　以模擬生活污水為研究對象，對比研究了以鋼渣基復(fù)合濾料和礦渣基復(fù)合濾料為填

2、料的四組單級曝氣生物濾池啟動及穩(wěn)定運行階段的污染物去除效能及優(yōu)勢種群的演替規(guī)律;考察了A/O交替運行的鋼渣基和礦渣基復(fù)合晶種濾池的污染物去除效能及種群結(jié)構(gòu)特征;以不同n(Ca)/n(P)向厭氧濾池投加CaCl2，考察了兩組復(fù)合晶種濾池強化結(jié)晶階段的污染物去除效能及對系統(tǒng)種群結(jié)構(gòu)的作用規(guī)律。
　　研究表明，四組單級曝氣生物濾池穩(wěn)定運行時對COD的平均去除率分別為84.19％、83.50％、85.99％和87.19％;對氨氮的平均去除

3、率分別為96.98％、97.26％、95.06％和91.34％;對磷的平均去除率分別為29.25％、29.41％、39.50％和37.94％。DGGE結(jié)果表明不同階段濾池的優(yōu)勢種群表現(xiàn)出顯著的演替規(guī)律。穩(wěn)定運行階段濾池的優(yōu)勢種群分屬于Proteobacteria的alphaproteobacteria、betaproteobacteria、psilonproteobacteria亞綱以及Acidobacteria、Bacteroidet

4、es，其中Proteobacteria數(shù)量占絕對優(yōu)勢，屬于epsilonproteobacteria的種群在系統(tǒng)穩(wěn)定運行后數(shù)量明顯降低。
　　以A/O交替方式運行的鋼渣基和礦渣基復(fù)合晶種濾池對COD的平均去除率分別為83.56％和83.32％;對氨氮的平均去除率分別為56.15％和50.89％;對磷的平均去除率分別為68.07％和63.15％。鋼渣基和礦渣基復(fù)合濾料本身具有Ca2+釋放能力，經(jīng)A/O交替運行后，晶種表面形成了少量可

5、能為Ca5(OH)(PO4)3的晶體，四組濾池的優(yōu)勢種群趨于一致，但種群多樣性與單級曝氣生物濾池相比整體呈降低趨勢。復(fù)合晶種濾池系統(tǒng)的優(yōu)勢種群分屬于Proteobacteria和Bacteroidetes，其中屬于Rhodocyclaceae的UnculturedDechloromonas sp.是常見的聚磷菌。
　　分別以n(Ca)/n(P)為1.67、3.34和5.01的比例向厭氧濾池投加CaCl2，考察復(fù)合晶種濾池強化結(jié)晶的

6、廢水處理效能。試驗得出強化結(jié)晶最佳n(Ca)/n(P)為3.34，此時鋼渣基和礦渣基復(fù)合晶種濾池對COD的平均去除率分別為78.04％和77.17％，對氨氮的平均去除率為49.45％和44.37％，對磷的去除率分別為88.68％和88.29％。經(jīng)強化結(jié)晶，晶種表面已明顯形成可能為Ca5(OH)(PO4)3的球狀晶型晶體，且晶體已進(jìn)一步富集。鏡檢表明強化結(jié)晶不會顯著影響系統(tǒng)的原后生動物的種類及活性，但四組濾池優(yōu)勢種群的相似性和多樣性顯著降

7、低。測序結(jié)果表明，此階段的優(yōu)勢種群為Proteobacteria、Bacteroidetes和Acidobacteria。Uncultured Dechloromonas sp.同樣是復(fù)合晶種濾池強化結(jié)晶階段的除磷微生物，強化結(jié)晶未對生物除磷微生物產(chǎn)生顯著不良影響。
　　課題研究表明，復(fù)合晶種濾池及其強化結(jié)晶與單級曝氣生物濾池相比，磷的去除率明顯提升，并可形成類Ca5(OH)(PO4)3的晶體，生物-結(jié)晶協(xié)同除磷及回收磷效果明顯，