有机负荷对好氧颗粒污泥性能及微生物相互作用的影响研究
我国当前水环境污染严重，急需开发高效低耗的污水处理技术。好氧颗粒污泥技术因具有生物量高、沉降性能好，占地面积小，运行成本低等优点成为研究热点之一。但其也存在启动时间长、稳定性差等不足。针对这些问题，本文研究了好氧颗粒污泥的启动优化条件，分析了有机负荷对好氧颗粒污泥稳定性及微生物相互作用关系的影响，主要结果如下： （1）研究了Ca2+对好氧颗粒污泥启动特性的影响，结果表明，添加Ca2+可以促进颗粒污泥成熟，在35天时启动成功。Ca2+对系统COD和总氮的去除率无显著影响，提高了总磷去除率。添加Ca2+后颗粒获得更好的物理性能，平均粒径为2.30mm，SVI30为41.34mL/gMLSS，污泥浓度为2321mg/L。Ca2+会促进胞外聚合物的生成，所含有机物更加复杂，浓度更高。 （2）研究了有机负荷对好氧颗粒污泥系统的影响，三个阶段有机负荷分别为1.6、0.8和0.4kgCOD/(m3·d)。有机负荷降低会造成颗粒污泥去除性能的下降，其中COD、总氮和总磷的去除率分别从98%、97%和90%降至80%、54%和50%。污泥浓度和沉降性能先下降后上升，最终污泥浓度为1473mg/L，SVI30为61.1mL/gMLSS。平均粒径降至1.87mm，胞外聚合物中有机物的浓度和种类减少，关键蛋白质的浓度有所增加。 （3）对三个阶段好氧颗粒污泥的微生物群落及微生物相互作用关系进行了分析。微生物群落的组成和结构发生了显著变化，三个阶段ASV的数目分别为188、294和322。变形菌门是绝对的优势菌种，先减少后增加。反硝化菌的相对丰度降低，聚磷菌的丰度减少，导致出水水质恶化。而蓝细菌丰度先增加后减小，它的增加和水质恶化有关。随着有机负荷降低，分子生态网络更加复杂，微生物相互作用更加紧密。变形菌门的连接数最多且占据主导地位，后期该门以内部连接为主，竞争更加激烈；而拟杆菌门受到其他菌群的影响较大，后期以与其他菌门连接为主，合作更加紧密。同时，模块中心节点数量减少，模块间变形菌门的连接节点多，表明该菌能适应低有机负荷的环境。
好氧颗粒污泥;有机负荷;微生物群落;分子生态网络
北京化工大学
硕士
环境科学与工程
王晓慧
2022
中文
X703
2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）