竹节状甲烷鬃菌6Ac对厌氧颗粒污泥形成的影响研究

【摘要】：EGSB是在UASB的基础上进行改造的一种新型的厌氧反应器，广泛的应用于降解高浓度有机废水，接种厌氧颗粒污泥的反应器，可以使有机物快速的降解，培养性质良好的颗粒污泥对EGSB在工程上的运用起着重要的作用。有很多学者对颗粒污泥的因素和形成条件进行研究，但厌氧反应器的启动过程往往需要2到3个月的时间，甚至长达一年之久，因此加快颗粒污泥的形成，缩短反应器的启动时间，培养性质优良的颗粒污泥成为国内外研究的热点。 本文通过在中温条件下，向EGSB反应器中加入竹节状甲烷鬃菌6Ac来研究其对颗粒污泥形成的影响，以及其形成的颗粒污泥性质和反应器运行的情况。 竹节状甲烷鬃菌6Ac是中科院微生物所实验室从厌氧啤酒废水中分离出一种甲烷古菌，它是一种以乙酸为基质的产甲烷菌，并且验证了具有两种细胞形态：短杆(3～5um)和长链状(200um)，同时证实了是细胞密度影响其形态的变化。甲烷鬃菌是一类以乙酸为基质的甲烷菌类群，是厌氧反应器中重要的功能菌，在污水处理反应器及自然环境中，甲烷鬃菌的形状通常为长丝状，有助于颗粒污泥结构的形成和维持。 在中温条件下(35±1)°C，利用实验室相同规模的反应器以接种厌氧絮状污泥为对照组（R1），R2组接种厌氧絮状污泥的同时加入6Ac长链菌，培养颗粒污泥。R1运行了142d，R2运行了167d,实验研究结果表明：当有机负荷提高到11.1kgCOD/(m3d)时，R2反应器中COD去除率为85.9%，高于R1的75.0%。运行到46d时两个反应器均可观测到颗粒污泥，R2中污泥粒径大于0.1mm的颗粒污泥已经达到62.3%，28～46d，0.1～0.3mm颗粒的比例从10.0%增加到49.8%，对照组R1只从10%增加到33.3%，仍主要以絮状污泥为主。反应结束时，分别对R1和R2中颗粒污泥的外观形态进行检测，R1的表面主要是丝状菌，并有少量的球菌,结构松散，R2表面主要是由竹节状甲烷鬃菌组成。 6Ac长链菌其特殊的形状更容易附着在固体基质上，加强细胞与细菌之间的吸附作用，对颗粒污泥的形成机制有一定的影响。研究表明投加6Ac长链菌有利于促进颗粒污泥的形成，增强颗粒污泥的自我增殖并加强其稳定性，改进颗粒污泥的沉降性能，提高有机物的去除效果，加快EGSB的启动过程。 【关键词】：EGSB 有机负荷 颗粒污泥 竹节状甲烷鬃菌
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X172;X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 厌氧生物处理技术概述10-13
• 1.1.1 厌氧生物处理原理10-11
• 1.1.2 厌氧生物处理技术的发展11-13
• 1.2 厌氧颗粒污泥及其形成13-21
• 1.2.1 颗粒污泥的性质和结构13-15
• 1.2.2 颗粒污泥的形成机制15-16
• 1.2.3 颗粒污泥形成的影响因素16-19
• 1.2.4 厌氧反应器污泥颗粒化的研究19-21
• 1.3 竹节状甲烷鬃菌的来源和性质21
• 1.4 课题研究内容、意义及技术路线21-24
• 1.4.1 研究内容和意义21-23
• 1.4.2 技术路线23-24
• 第2章 试验材料与方法24-35
• 2.1 实验材料24-27
• 2.1.1 实验装置24
• 2.1.2 实验用水24-25
• 2.1.3 接种污泥25-26
• 2.1.4 接种菌26-27
• 2.2 实验内容和运行方法27-28
• 2.3 实验分析测试项目和方法28-33
• 2.3.1 常规指标的测定28-29
• 2.3.2 挥发性脂肪酸（VFA）的测定29-30
• 2.3.3 气体组分的测定30
• 2.3.4 颗粒污泥粒径的测定30-31
• 2.3.5 厌氧微生物形态外观的测定31
• 2.3.6 产甲烷活性的测定31-33
• 2.4 实验仪器和设备33-35
• 第3章 反应器运行结果分析与讨论35-51
• 3.1 EGSB 的启动35-38
• 3.1.1 静态试验35-36
• 3.1.2 反应器的启动运行过程36-38
• 3.2 反应器的运行结果38-48
• 3.2.1 有机容积负荷和 COD 去除率随时间的变化38-41
• 3.2.2 产气量与产甲烷量随时间的变化41-43
• 3.2.3 挥发性脂肪酸（VFA）随时间的变化43-46
• 3.2.4 pH 随随时间的变化46-47
• 3.2.5 碱度随时间的变化47-48
• 3.3 本章小结48-51
• 第4章 反应器中颗粒污泥性能分析51-68
• 4.1 颗粒污泥基本特性分析51-55
• 4.1.1 污泥浓度变化51-53
• 4.1.2 颗粒污泥产甲烷活性53-54
• 4.1.3 颗粒污泥沉降性54-55
• 4.2 污泥粒径分布变化55-59
• 4.3 形成后的颗粒污泥生物相研究59-64
• 4.3.1 普通光学显微镜结果分析59-61
• 4.3.2 扫描电镜结果分析61-64
• 4.4 反应器运行过程中 6Ac 菌的分子生物学鉴定64-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 结论与建议68-71
• 5.1 结论68-69
• 5.2 建议69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 个人简历76

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