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Zn²⁺对好氧颗粒污泥形成与污染控制的影响

作　者: 肖蓬蓬
导　师: 曹德菊
学　校: 安徽农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 好氧颗粒污泥锌离子胞外聚合物氨氮溶解性磷有机负荷
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

好氧颗粒污泥含有丰富的生物群落，由于其沉降性能良好、较高污泥浓度、抗有机负荷能力强等特点，在高负荷废水处理，有毒有害物质的分解、氮磷的同时去除等方面具有较好的应用价值，但影响好氧颗粒污泥形成及其污染控制能力的因素很多，导致好氧颗粒污泥在在实际应用经常出现结构不稳定、污泥膨胀，使得该技术的应用受到很大的限制。鉴于此，本文将探讨Zn²⁺对好氧颗粒污泥形成的影响，对诱导形成颗粒污泥的运行效果及稳定性进行研究，研究不同浓度Zn²⁺诱导形成的颗粒污泥污染控制能力，其主要研究结论如下：1.添加的金属离子(Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺)促进了颗粒污泥的形成。其中投加10mg/L的Zn²⁺更有助于提高颗粒污泥NH₄⁺-N、PO₄^3--P、TP、TOC的降解效率。首先，相比Ca²⁺诱导形成的颗粒污泥NH+²⁺4-N去除率的32%，Zn²⁺、Mg诱导形成的颗粒污泥NH₄⁺-N去除率在70%左右。其次，Zn²⁺、Mg²⁺诱导形成的颗粒污泥P去除率与Ca²⁺诱导形成的颗粒污泥差异显著。再次，3种离子诱导形成的颗粒TOC处理效果明显，在85%⁹2%之间，以Zn²⁺诱导的颗粒TOC去除效果为佳，去除率达91.85%。2.添加1⁵0mg/LZn²⁺对好氧颗粒污泥的形成均有一定程度的促进作用，其中添加50mg/L Zn²⁺诱导形成的颗粒表现较好的物理性质，即污泥浓度高、沉降速率大、含水率低以及大的完整系数。而当添加浓度达到100mg/L Zn²⁺时，其对污泥颗粒化作用减弱，并造成污泥松散。3.Zn²⁺的添加促进了颗粒物EPS的产生。在颗粒化进程中，添加1¹0mg/LZn²⁺浓度下提取获得EPS的TOC逐渐增多，其中以添加10mg/L Zn²⁺诱导的颗粒形成中，TOC含量产生最多，当添加Zn²⁺为100mg/L时，TOC的产生受到影响。形成好氧颗粒污泥EPS的胞外蛋白高于其多糖含量，胞外蛋白与多糖含量之比为1³.5，随着Zn²⁺浓度的增大（1至10mg/L），其比值有增加趋势，但当添加Zn²⁺浓度为100mg/L时，其比值仅维持在1.5左右。4.在不同浓度Zn²⁺诱导形成的好氧颗粒，对NH₄⁺-N、PO₄^3--P、COD均有一定程度的去除作用，其中添加10mg/L Zn²⁺诱导形成的好氧颗粒污泥去除COD、氨氮、溶解性磷的能力优于其他添加Zn²⁺浓度。在不同运行阶段，其污染控制能力存在一定差异，在运行1³2d时去除能力一直上升，随后又下降，在80¹00d污染控制能力逐渐提高，到运行100¹20d其污染物去除趋于稳定，同时，成熟期中颗粒污泥的COD去除效果优于NH₄⁺-N、PO₄^3--P。其中10mg/LZn²⁺诱导形成的好氧颗粒污泥，其NH₄⁺-N去除率维持在75%，PO₄^3--P去除率维持在80%，COD的去除率维持在83%。5.添加低浓度的Zn²⁺离子，可提高形成好氧颗粒污泥脱氢酶活性，特别是添加10mg/L Zn²⁺诱导形成的好氧颗粒污泥，其脱氢酶的活性达到73μg/mL，同时其TOC去除能力相应增强，当Zn²⁺超过100mg/L时，好氧颗粒污泥脱氢酶活性迅速减弱，培养液的TOC浓度也较高，即TOC去除能力下降，说明高浓度Zn²⁺处理，抑制活性污泥脱氢酶活性，以至于丧失活性。在运行周期上，Zn²⁺诱导形成的好氧颗粒在运行前期（1-16h）内脱氢酶活性持续增强，其中10mg/L Zn²⁺诱导形成的好氧颗粒污泥脱氢酶活性达到73μg/mL，并稳定在70μg/mL，其后，当运行时间达到36h脱氢酶活性逐渐减弱。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
文献综述  9-18
1 引言  18-21
2 材料与方法  21-26
  2.1 试验材料  21-23
    2.1.1 试验装置  21
    2.1.2 试验仪器及试剂  21-22
    2.1.3 实验接种污泥来源  22
    2.1.4 模拟生活污水  22
    2.1.5 实验设计  22-23
      2.1.5.1 诱导颗粒污泥金属离子的筛选  22
      2.1.5.2 诱导好氧颗粒形成的 Zn~(2+)浓度设计  22-23
      2.1.5.3 诱导好氧颗粒形成周期  23
  2.2 分析检测方法  23-26
    2.2.1 项目的检测  23
    2.2.2 好氧颗粒污泥的物理性质测定  23-24
    2.2.3 脱氢酶活性的测定  24-25
    2.2.4 胞外多聚物的提取及成分测定  25
    2.2.5 好氧颗粒污泥的形态观察  25
    2.2.6 数据分析  25-26
3 结果与分析  26-45
  3.1 3 种金属离子对好氧颗粒污泥形成及污染控制的影响  26-29
    3.1.1 3 种金属离子下形成好氧颗粒污泥的结构特征  26-27
    3.1.2 3 种金属离子诱导颗粒污泥形成中 MLSS、SVI 的变化情况  27-28
    3.1.3 3 种金属离子对好氧颗粒污泥的污染控制影响  28-29
  3.2 不同浓度 Zn~(2+)对好氧颗粒污泥快速形成的影响  29-41
    3.2.1 不同浓度 Zn~(2+)对好氧污泥颗粒形态的影响  29-30
    3.2.2 添加不同浓度 Zn~(2+)对污泥颗粒化进程的影响  30-31
    3.2.3 不同浓度 Zn~(2+)对形成好氧污泥颗粒物理性质的影响  31-32
    3.2.4 不同浓度 Zn~(2+)对好氧污泥颗粒形成过程中 SVI 动态的影响  32-33
    3.2.5 不同浓度 Zn~(2+)对好氧污泥颗粒形成过程中粒径分布的影响  33-37
    3.2.6 不同浓度 Zn~(2+)对好氧颗粒污泥 EPS 中成分的影响  37-41
      3.2.6.1 EPS 的产生  37
      3.2.6.2 EPS 的成分分布特征  37-41
  3.3 不同浓度 Zn~(2+)诱导形成好氧颗粒污泥的污染控制情况  41-43
    3.3.1 不同浓度 Zn~(2+)诱导形成好氧颗粒污泥的 COD 去除  41
    3.3.2 不同浓度 Zn~(2+)诱导形成好氧颗粒污泥的 NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P 去除  41-43
  3.4 不同浓度 Zn~(2+)对脱氢酶活性与 TOC 浓度变化影响的研究  43-45
4 讨论  45-48
5 结论  48-49
参考文献  49-52
致谢  52-53
作者简介  53

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