利用復(fù)合鐵酶促生物膜技術(shù)強化生物脫氮功能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國城鎮(zhèn)化的水平也日益升高，小城鎮(zhèn)的建立凸顯出諸多的環(huán)境問題，例如小城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施落后，污水集中處理設(shè)施缺乏，小城鎮(zhèn)污染源數(shù)量較多且分散，污水水量變化大、成分復(fù)雜，所以尋求一個適應(yīng)小城鎮(zhèn)污水排放特點的水處理方式是實現(xiàn)我國小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，居民生活質(zhì)量提高的必由之路。適合小城鎮(zhèn)實際情況的多產(chǎn)業(yè)型城鎮(zhèn)不污水處理工藝——耕作層下A/O土地處理系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)充分考慮了小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量的特點，且其較低的好氧單元處理

2、負(fù)荷，較低的能耗以及較低的運行成本等，-均為小城鎮(zhèn)污水的有效處理找到了出路。
　　本文的研究對象——耕作層下A/O土地處理系統(tǒng)，雖然具有COD去除率高、運行狀況穩(wěn)定等一系列優(yōu)點，但從已經(jīng)建成的示范基地處理效果來看，該污水處理系統(tǒng)在脫氮方面仍然存在一定的潛力，系統(tǒng)存在進(jìn)一步的優(yōu)化空間。
　　本研究針對城鎮(zhèn)污水脫氮處理的技術(shù)難題，提出了復(fù)合鐵酶促生物膜技術(shù)這一新概念——通過鐵離子參與微生物的生化反應(yīng)與能量代謝過程中，強化鐵離子參

3、與的電子傳遞作用與酶促反應(yīng)激活劑作用，從而提高微生物的活性，進(jìn)而提高生物脫氮的效率，該技術(shù)擬從根源上解決耕作層下A/O土地處理系統(tǒng)的硝化效率低等問題，以期對該系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上繼續(xù)降低運行成本，提高氮的排放指標(biāo)。
　　本實驗通過模擬耕作層下A/O土地處理系統(tǒng)生物膜處理段，以實際生活污水作為系統(tǒng)進(jìn)水，對不同含鐵量的生物膜小試系統(tǒng)進(jìn)行研究。實驗分別在春季與夏季考察了不同含鐵量的生物膜系統(tǒng)與普通生物膜系統(tǒng)的脫氮效率、CODCr

4、的去除率、微生物活性、能量代謝以及電子傳遞體系活性的區(qū)別，確定不同季節(jié)的最佳投鐵量，并通過宏基因組測序技術(shù)對傳統(tǒng)生物膜以及最優(yōu)復(fù)合鐵酶促生物膜的微生物多樣性進(jìn)行重點研究，從宏觀和微觀兩個角度明確復(fù)合鐵酶促生物膜強化脫氮的作用機(jī)制，為這一新概念的實際推廣、應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　本實驗研究結(jié)果表明:
　　(1)春季以及夏季，復(fù)合鐵酶促生物膜的脫氮效果以及CODCr的去除率均高于傳統(tǒng)生物膜，且鐵對生物膜的處理能力的促進(jìn)作用隨含

5、鐵量的增大而增強，且含鐵量6％的生物膜促進(jìn)效果最顯著，但含鐵量超過6％時，其促進(jìn)作用會明顯下降，但沒有抑制作用。在春季，含鐵量6％的生物膜CODCr的去除率提高了13.3％，氨氮的去除率提高了16.4％，總氮的去除率提高了30.5％。在夏季，其CODCr的去除率提高了8.5％，氨氮的去除率提高了12.4％，總氮的去除率提高了25.8％。
　　(2)春季以及夏季，復(fù)合鐵酶促生物膜的脫氫酶活性以及電子傳遞體系活性均高于傳統(tǒng)生物膜活性，

6、隨著含鐵量的增加鐵對生物膜活性的促進(jìn)作用也進(jìn)一步增強，且當(dāng)含鐵量為6％時促進(jìn)效果最顯著，當(dāng)投鐵量超過6％時，其促進(jìn)作用會明顯下降，但沒有抑制作用。在春季，含鐵量6％的生物膜，脫氫酶活性提高量為40.5％，電子傳遞體系活性提高量為43.8％。在夏季，其脫氫酶活性提高量為37.3％，電子傳遞體系活性提高量為38.2％。
　　(3)通過宏基因組檢測發(fā)現(xiàn)，處理效果最佳的6％復(fù)合鐵酶促生物膜和傳統(tǒng)生物膜的物種豐度、群落結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢菌等都具有極