原生动物环境保护论文提纲

论文题目：SBR工艺处理生活污水运行特性研究

摘要：随着我国城镇化的不断推进,城市的污水排放量不断增加,对其采取有效的处理对我国的环境保护意义重大。以活性污泥为代表的生物处理工艺以高效低耗的优势被广泛用于生活污水的处理,并已成为污水生物处理的研究热点和发展方向。本论文对现有SBR反应器装置进行改进,对改进后工艺进行性能研究,主要研究该SBR工艺启动过程运行特性;考察了不同进水p H值及循环上流速度对其运行效果的影响;以及反应器对污水中阴离子表面活性剂的降解特性;通过PLFA分析法,对接种污泥驯化前后的微生物群落结构进行研究,探究功能性微生物特征、微生物群落结构变化与工艺处理效果的关系。主要得出以下结论:（1）为了使反应器具有稳定良好的处理效果,采用人工配置模拟的生活污水为原水对污泥进行驯化,驯化后泥絮体结构密实,表面附着大量球形菌,并且絮体孔隙发达,污泥达到成熟状态,此时COD去除效率可达94%,TN、NH4+-N、TP的去除率分别可达为88.2%、86.9%、63.8%,对TN的去除率比传统工艺提高了21.2%。（2）优化工艺运行参数能够进一步提高反应器的处理效果,因此本试验重点考察了不同进水p H值和循环上流速度对工艺的影响,结果表明,随着进水p H值的升高SBR反应器对污染物的去除效率有所提升,p H值为8.0时,处理效果最佳,COD出水浓度低至20mg/L;TP的去除率由57%升高至69%。循环上流速度对COD及TP的去除效果影响不显著。（3）为了进一步考察SBR反应器的处理能力,将实际生活污水作为原水进行研究,经过为期30天的运行跟踪监测,随着微生物对实际生活污水的环境的逐渐适应,对污染物的去除效果逐渐提升,最终趋于稳定,SBR反应器对COD、TN、NH4+-N及TP的去除率分别达88%、70%、68%及45%,说明了污泥中的微生物已具备较高的活性以及耐冲击能力。（4）探究了SBR反应器对典型污染物阴离子表面活性剂的降解特性,结果表明,SBR反应器对阴离子表面活性剂的去除具有良好的效果,降解率可达81.3%,与吸附法处理技术相比去除率提高了7.9%,降解前2h主要以吸附为主,2h后以生物降解为主。（5）研究了接种前后活性污泥中PLFA含量变化情况,共检测到C14到C20共计22种PLFAs。分别为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸以及支链脂肪酸。饱和脂肪酸经过驯化后含量有所升高,在SBR工艺中其占总PLFAs含量的25.58%。单不饱和脂肪酸是污泥中含量最丰富的脂肪酸种类,但在SBR反应器中经过驯化后其含量有所降低,而多不饱和脂肪酸的含量基本维持不变,其占总PLFAs含量分别为31.86%、3.67%,并且i15:1ω4、16:1ω6c、17:1ω6、18:1ω8c和20:5ω2c、20:5ω3c经驯化后消失。支链脂肪酸经过驯化后其含量大幅度提高,在SBR反应器中占总PLFAs含量的15.30%,同时污泥被驯化产生了新的脂肪酸10Me17:0,即有适应反应器环境的新微生物出现。（6）对接种污泥和稳定运行后污泥微生物群落特征进行分析,研究得出,革兰氏阳性菌、好氧细菌及甲烷氧化菌在微生物群落组成中占主导地位。甲烷氧化菌在污泥驯化后含量降低,但是该类菌落在驯化前后的所占比例都是最大的,其相对含量在24.99%～38.23%范围内,说明甲烷氧化菌在工艺过程中对污染物的去除起着重要作用。好氧细菌经驯化后占比明显提高,相对含量由原来的17.41%升高至23.86%,说明驯化的污水条件有利于好氧微生物的繁殖生长成为优势菌种。革兰氏阳性菌的变化趋势与好氧细菌相同,含量由原来的4.08%升高至8.20%。厌氧细菌、原生动物、脱硫叶菌含量都有所升高,真菌含量基本维持恒定,革兰氏阴性菌、硫酸盐还原细菌、嗜压/嗜冷细菌在SBR工艺的运行环境中受到抑制,最后被优势菌种所替代。

关键词：SBR反应器;表面活性剂;微生物群落结构;污水处理;磷脂脂肪酸

学科专业：化学工程与技术

摘要

abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 污水处理工艺研究概况

1.2.1 污水处理工艺的基本分类

1.2.2 生物除碳过程

1.2.3 生物脱氮除磷技术

1.2.4 污水处理工艺介绍

1.3 SBR工艺研究进展

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 传统活性污泥法与SBR工艺的区别

1.3.4 SBR工艺运行影响因素

1.4 微生物群落结构分析技术

1.4.1 PLFA技术发展史

1.4.2 PLFA技术的优势与不足

1.5 本论文研究目的与内容

1.5.1 研究目的及意义

1.5.2 主要研究内容

1.6 技术路线

2 材料与方法

2.1 试验装置设计与流程

2.1.1 试验装置设计与改进

2.1.2 试验装置与工艺流程

2.2 污泥来源

2.3 试验用水

2.4 主要试剂及试验仪器

2.4.1 主要药品和试剂

2.4.2 主要仪器和设备

2.5 分析项目及检测方法

2.5.1 常规水质指标检测

2.5.2 扫描电子显微镜观察颗粒污泥微观结构

2.5.3 高效液相色谱法定量分析SDBS含量

2.5.4 紫外光谱分析混合液中SDBS的生物降解

2.5.5 红外光谱分析活性污泥的生物降解

2.5.6 微生物群落结构测定

2.5.7 气质联用仪检测分析磷脂脂肪酸含量

3 SBR工艺运行特性及参数优化

3.1 试验方法

3.2 试验的启动

3.2.1 污泥接种

3.2.2 反应器的启动

3.2.3 COD去除特性

3.2.4 TN和 NH_4~+-N去除特性

3.2.5 TP去除特性

3.2.6 驯化完成颗粒污泥结构分析

3.3 SBR工艺处理效果参数优化

3.3.1 不同pH值对去除效果的影响

3.3.2 不同上流速度对去除效果的影响

3.4 SBR工艺处理实际生活污水运行特性

3.5 本章小结

4 SBR工艺降解污水中表面活性剂特性研究

4.1 前言

4.2 试验方法

4.3 检测方法

4.3.1 SDBS浓度检测

4.3.2 检测原理

4.3.3 高效液相色谱法分析条件的选择

4.3.4 高效液相色谱法验证

4.4 结果与讨论

4.4.1 SBR工艺去除表面活性剂的特性

4.5 本章小结

5 SBR工艺微生物群落结构分析

5.1 前言

5.2 试验方法

5.2.1 样品的采集

5.2.2 所用试剂及配制方法

5.2.3 提取步骤

5.3 PLFA命名及微生物群落表征

5.4 结果与讨论

5.4.1 PLFA组成和相对含量

5.4.2 SBR工艺微生物群落结构特征分析

5.4.3 特征脂肪酸的比值分布及意义

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢