本文關(guān)鍵詞：高溫厭氧氨氧化菌的富集培養(yǎng)及條件優(yōu)化研究　出處：《杭州師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：作為一種高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的新型生物脫氮技術(shù),厭氧氨氧化工藝具有重要的應(yīng)用前景。但厭氧氨氧化菌(AnAOB)對溫度極其敏感,影響其實(shí)際應(yīng)用。本文考察了高溫(≥40℃)厭氧氨氧化工藝的運(yùn)行性能,試驗(yàn)了溫度沖擊對中溫(40℃)厭氧氨氧化體系的影響,探索了高溫厭氧氨氧化反應(yīng)器調(diào)控新策略。主要結(jié)論如下:(1)試驗(yàn)通過以中溫厭氧氨氧化顆粒污泥為接種物,經(jīng)一步式升溫方式運(yùn)行高溫厭氧氨氧化反應(yīng)器,揭示了高溫體系的不穩(wěn)定。序批式厭氧反應(yīng)器(SBR)試驗(yàn)得出了40℃時,出水亞硝氮濃度低于5 mg L-1,氨氮和亞硝氮的平均去除率分別為78.1%和98.8%。45℃是菌體活性逐漸受到抑制的最低溫度,當(dāng)SBR運(yùn)行至第四個周期,出水亞硝氮濃度增至91.6 mg L-1,接近亞硝氮對AnAOB活性的抑制閾值(100 mg L-1)。在40℃連續(xù)流試驗(yàn)中,通過增加進(jìn)水基質(zhì)濃度和減小水力停留時間(HRT)來挖掘反應(yīng)器潛能。HRT減小階段持續(xù)141 d,HRT由12 h減小至1.12 h,期間總氮負(fù)荷(NLR)由1.08 kg m-3 d-1提升至11.7 kg m-3 d-1,總氮去除負(fù)荷(NRR)由1.02 kg m-3 d-1提升至9.9 kg m-3 d-1,并在運(yùn)行穩(wěn)定階段應(yīng)用修飾的Stover-Kincannon模型和修飾的二級基質(zhì)去除模型較好的描述了反應(yīng)器的高溫脫氮性能。此外在進(jìn)行濃度提升試驗(yàn)時,出水亞硝氮濃度居高不下。(2)基于高溫單因子沖擊,試驗(yàn)了高溫和低溫復(fù)合沖擊、高溫和負(fù)荷復(fù)合沖擊對厭氧氨氧化工藝的影響。相對于低溫沖擊而言,高溫沖擊抑制反應(yīng)器性能時間長,恢復(fù)時間長。55℃的溫度沖擊會嚴(yán)重影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行,表現(xiàn)為沖擊期間出水亞硝氮濃度峰值達(dá)到182.8 mg L-1,抑制階段長達(dá)47.5 h,恢復(fù)階段持續(xù)約10 d,并且沖擊時活性由163 mgN g-1VSS d-1驟降至70 mgN g-1VSS d-1。反應(yīng)器經(jīng)受長期沖擊馴化后,當(dāng)進(jìn)行高溫和負(fù)荷復(fù)合沖擊時,反應(yīng)器能自如應(yīng)對,此時復(fù)合沖擊較之單一高溫沖擊的影響小,僅經(jīng)過10.5 h即可恢復(fù)正常。此外,反應(yīng)器受沖擊影響后,沖擊時的顆粒污泥活性明顯下降,EPS含量增多,血紅素含量略微下降。(3)揭示了鹽度對AnAOB耐熱性的重要作用,考察了高溫厭氧氨氧化反應(yīng)器長期運(yùn)行的控制技術(shù)。采用批次試驗(yàn),研究了鹽度對高溫厭氧氨氧化反應(yīng)的短期影響。結(jié)果表明,適度增加鹽含量可使高溫AnAOB活性增大,發(fā)現(xiàn)最優(yōu)加鹽量為5 g L-1、8 g L-1NaCl,可分別使40℃的AnAOB活性提高76.6%、77.5%,47.5℃的AnAOB活性提高16.5%、53.4%。進(jìn)行鹽度預(yù)暴露時間及持續(xù)時間影響試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn),高溫條件下鹽度對AnAOB耐高溫的促進(jìn)作用有賴于無機(jī)鹽的持續(xù)作用。連續(xù)流試驗(yàn)采用溫度逐升方式考察鹽度的長期影響作用。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與對照組相比,試驗(yàn)組反應(yīng)器內(nèi)AnAOB活性較高,污泥沉降性能好且EPS含量多。此外,試驗(yàn)組污泥中血紅素含量小于對照組,揭示了菌體活性與血紅素含量的不對應(yīng)關(guān)系。同時經(jīng)修飾的Arrhenius方程得出對照和加鹽反應(yīng)器中40~50℃范圍內(nèi)的活化能分別為-41.5 kg mol-1和-35 kg mol-1。
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703;X172

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫艷波;周少奇;李伙生;楊志泉;;氮素負(fù)荷及高溫沖擊對UASB-ANAMMOX反應(yīng)器的運(yùn)行影響[J];化工進(jìn)展;2009年09期

2 林學(xué)政,邊際,何培青;極地微生物低溫適應(yīng)性的分子機(jī)制[J];極地研究;2003年01期

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本文編號：1336830