小型无动力污水处理设备《资讯》

小型无动力污水处理设备

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人类活动带来的水体富营养化的问题(马经安等，2002)，使人们越来越关注氮和磷(蔡顺智等，2016)在自然界中的迁移转化，尤其是氮的去除率已经成为衡量某一自然或人工系统脱氮效果的重要指标.污水处理厂在设计之初，就将利于硝化和反硝化作用的发生作为重要的设计指标(傅钢等，2004).但是脱氮效率不稳定，脱氮效果不达标的现象在水处理过程中经常发生(张雷等，2014).脱氮过程，即氨氮经过硝化作用生成硝酸氮和亚硝酸氮，硝酸氮和亚硝酸氮再经过反硝化过程被转化为氮气进入空气，最终达到脱氮的目的的过程(Ye et al., 2001).通常所说的氮去除效率不达标只是表面现象，实质上，是活性污泥没有达到期望的处理能力.在自然水体或复杂水工构筑物中，很难通过简单的氮含量测定来描述该生态或生物系统的脱氮性能(卢阳阳，2013)，因此，从活性污泥入手建立一种检测方法或者指标来评价微生物的脱氮性能，并能根据其变化来反馈污水处理过程中的脱氮情况，将对污水处理厂脱氮效能的准确把握与精准调控意义重大.

基于同位素分馏效应(Banner et al., 1995)，稳定同位素检测为水中氮素的迁移转化过程(Hoefs et al., 1997)研究提供了技术方法.Handley和Raven(1992)在1992年，就将同位素分馏效应用于解释硝化反硝化过程中的物质迁移转化，Barford等(1999)，Karen等(2003)和Lehmann(2004)也对此开展了进一步研究，得出在硝化与反硝化过程中均存在着明显的同位素分馏效应，使得液相中无机氮的氮同位素比值上升.随着活性污泥同化作用的发生，其δ15N值随液相无机氮δ15N值的升高而升高.所以，脱氮效果不佳，就意味着δ15N值下降.　　为研究城市污水厂活性污泥的脱氮效果，实际中通常监测TN、NH4-N、NO3-N等指标，并结合MLSS、MLVSS、SS、SVI等指标来监测活性污泥生长情况.这些指标只能单一的反映水质或微生物的某一项变化，当城市污水厂出现脱氮问题时，需要对水质和污泥分别进行监测才有可能找出问题所在，这些指标不能很好地反映活性污泥中与脱氮相关的微生物群落状况.然而，面对一些复杂的脱氮疑难问题时，需结合微生物状况分析，但这些方法一般费时费力，如凝胶电泳法用时达一周.针对这一问题，本研究旨在开发一种既能反映活性污泥的实际脱氮性能，又能表征活性污泥中与脱氮相关的的微生物群落状况的检测方法.本文利用瑞利分馏方程建立了关于活性污泥δ15N值与污水中无机氮的去除效率之间的关系模型(活性污泥脱氮效率模型)，该模型的核心就是通过活性污泥本身的δ15N值来预测其脱氮性能.为确定该模型中的相关参数，对某A2O工艺的污水处理厂进行长期监测，并应用于具有不同出水特性的污水处理厂，以证明该模型在不同无机氮组成情况下的适用性.最后，本文还设置了几种典型工况，以证明该模型在不同工况下的适用性.该模型的建立，简化了对水处理系统复杂的布点监测程序，对污水处理厂的强化脱氮具有指导意义，为水处理系统脱氮性能评价提供了新的手段.本研究提出的检测方法意在通过监测活性污泥的δ15N值，实现对污水厂脱氮效率的预测，同时表征活性污泥的脱氮活性.与常规监测方法不同，本方法只需取少量污泥，进行一定的预处理后送检即可计算出污泥脱氮效率及脱氮活性.该方法在污水处理厂的调试过程或分析脱氮问题遇到瓶颈时，可以提供借鉴作用，具有一定的实用价值.BBF作为一种溴代呋喃酮, 由于其结构和AHLs相似, 可以通过和AHLs竞争受体蛋白(LuxR家族蛋白)来干扰细菌的QS系统(Shetye et al., 2013).另外, 一些溴代呋喃酮还能够通过干扰广泛存在于革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌中的AI-2来抑制生物膜的形成(Jang et al., 2013).相关研究还发现, 溴化呋喃酮能够抑制牙龈卟啉单胞菌生物膜的形成, 而且不会影响浮游细菌的生长(张利平等, 2011).因此, 选择BBF来研究其对混合菌生物膜形成的抑制作用.由图 3c可知, 当BBF的浓度在1~20 mg·L-1之间时, 其对混合菌生物膜形成的抑制率稳定在11%~18%, 且各处理间没有显著性差异(p>0.05).虽然与对照组相比, 1~20 mg·L-1的BBF能够显著抑制混合菌生物膜的形成(p<0.05), 但得到的抑制率相比于双(3-氨基丙基)胺和香兰素较低.因此, 需要进一步探讨BBF在混合菌生物膜控制中的应用方式, 以提高其对混合菌生物膜的抑制效率.　　3.3 银和双(3-氨基丙基)胺对微生物生长的影响　　上述研究表明, 在传统抗菌剂中, 银对混合菌生物膜形成的抑制效果优于氯, 而在小分子中, 双(3-氨基丙基)胺的抑制效果最好.因此, 本文研究了不同浓度的银和双(3-氨基丙基)胺对混合菌生长曲线的影响, 探讨其抑制混合菌生物膜形成的可能机理.由图 4可知, 银和双(3-氨基丙基)胺对混合菌生长曲线的影响与其浓度有关, 低浓度的银(0.01 mg·L-1)可以促进混合菌的生长, 0.05 mg·L-1的Ag+对混合菌的生长没有显著影响, 高浓度的银(0.1、1和10 mg·L-1)会显著抑制混合菌的生长, 而且浓度越高, 抑制效果越显著.1000 μmol·L-1以下的双(3-氨基丙基)胺基本不会抑制悬浮状态混合菌的生长, 所以其对混合菌生物膜的抑制是通过非杀菌机制来实现的.但高浓度(2000 μmol·L-1)的双(3-氨基丙基)胺会显著抑制混合菌的生长曲线, 表明高浓度的双(3-氨基丙基)胺能够杀灭微生物, 可以通过杀菌机制来抑制生物膜的形成.

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