【消息】泊头市一体化污水处理设备

泊头市一体化污水处理设备

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DAMO细菌系统内NO2--N消耗曲线及长期抑制对脱氮性能的影响 (a.系统NO2--N消耗曲线;b.长期抑制对系统脱氮性能的影响)Fig. 4 NO2--N consumption and nitrogen removal performance in DAMO bacteria System under long term inhibition (a. NO2--N consumption curve; b. nitrogen removal performance in DAMO bacteria System)　　控制第一阶段(1~7 d)氨氮浓度维持在500 mg·L-1左右, 亚硝酸盐初始实测浓度为29.95 mg·L-1, 7 d内平均消耗速率为2.37 mg·L-1·d-1, 与空白对照组相比其消耗速率下降了20.80%(图 4b), 出现明显抑制效应, 此时抑制效果与短期试验基本没有差别.控制第二阶段(8~14 d)氨氮的浓度为750 mg·L-1左右, 亚硝酸盐初始实测浓度为30.95 mg·L-1, 7 d平均消耗速率为1.14 mg·L-1·d-1, 与对照组相比其消耗速率下降62.02%, 而同样为750 mg·L-1的短期试验中, 其消耗速率只下降了43.15%.第三阶段(15~21 d)氨氮的浓度控制在1000 mg·L-1左右, 该阶段亚硝酸盐初始浓度为31.91 mg·L-1, 7 d平均消耗速率为0.54 mg·L-1·d-1, 其消耗速率仅仅达到了对照组的18.04%(图 4b), 而短期试验该浓度下的NO2--N消耗速率却还有对照组的43.80%, 可见, 与短期抑制相比, 在长期抑制条件下, 氨氮的毒性具有累积效应.

当氨氮的浓度上升到1250 mg·L-1时(22~28 d), 7 d内其亚硝酸氮的消耗速率仅为对照组的6.69%, 且经过单因素方差分析后发现, 与氨氮浓度为1000 mg·L-1条件下所得数据并无显著性差异, 从而表明当控制氨氮浓度为1000 mg·L-1时, DAMO细菌系统的脱氮性能已基本被抑制.在长期抑制试验的pH条件下(7.0), 氨氮浓度为500、750、1000 mg·L-1时, 其相对应的FA分别为3.253、4.879、6.505 mg·L-1, 其FA浓度依次升高, 而根据3.1.2节试验结果可知, 在pH = 7.0~7.5条件下, 氨氮对系统的抑制效果与FA值相关, FA增加, 抑制效果增强.　　3.2.2 氨氮对DAMO系统菌群结构的影响本试验利用第二代高通量测序技术Miseq高通量测序揭示氨氮抑制前后微生物群落多样性的变化, 结果详见表 2.其中, Coverage表示样本文库的覆盖率, 其数值越高, 则样本中序列被测出的概率就越高, 该指数反应测序结果是否代表了微生物的真实情况.在本试验中, 所有Coverage指数均为99.85%, 故此次测序结果真实可靠.由表 2可知, 在经过4周高浓度氨氮抑制之后, OTUs的数值出现了明显的下降, DAMO细菌系统初始的OTUs为288.00, 但抑制后仅为227.00, 此外, 表征群落丰度的指标Chao1值和Ace值也分别从320.00、328.98下降到255.27和255.64, 说明在抑制过程中系统内物种数不断减少.而表征群落多样性的指标, Shannon指数从3.11下降到2.26;Simpson指数从0.09上升到0.11, 说明抑制过程中系统内群落多样性在不断减少.综上可知, 氨氮对以DAMO细菌为优势菌种的微生物系统有明显的抑制作用, 长期抑制后, 微生物系统的物种丰度以及多样性明显下降.不同pH条件下氨氮对以DAMO细菌为优势菌种系统的影响　　根据3.1.1节的短期试验结果, 选取750 mg·L-1的氨氮浓度进行试验.当T=27 ℃, 不同pH体系下, 对应的FA的浓度可由公式(1)计算得到, 计算结果见表 1.　　图 2为不同pH时, DAMO细菌系统受氨氮影响时的脱氮性能.以pH = 7.0为对照组, 各pH条件下脱氮速率与该条件下脱氮速率比值为纵坐标, 得图 2b, 由图 2可知, 在碱性条件下(pH = 7.0、7.5、8.0), 同样为750 mg·L-1的氨氮, 随着pH升高, FA升高, 脱氮速率下降, 当pH=8.0时, 其FA浓度为46.09 mg·L-1, 此时脱氮速率不到对照组的1/2, 且对pH=7.0、7.5、8.0条件下所得3组数据进行单因素方差分析, 其p值为9.93×10-5, 远小于0.01, 说明这3组数据之间有极显著差异;而在酸性条件下(pH = 6.5、6.8、7.0), 虽然FA值随着pH值的升高而升高, 但通过单因素方差分析发现脱氮速率与FA值并无显著性差异.这说明在碱性条件下, 氨氮对系统的抑制效果与FA值有关, FA是限制性抑制因子, 该结果与氨氮对其他微生物抑制的大多数研究结果相吻合(Anthonisen, 1976);在酸性条件下, 抑制效果与FA的浓度无关, 认为离子化氨氮应是真正的抑制因子.该结果与之前部分研究相吻合, 当溶液呈酸性(pH < 7.0)时, 厌氧氨氧化菌、甲烷菌、反硝化菌等微生物活性受到抑制;甲烷菌(Lay, 1997)等的活性取决于离子化氨氮NH4+的浓度, 而不是质子化氨氮FA的浓度.　　在1500 mg·L-1的氨氮抑制试验7 d后, 取污泥混合液10 mL离心后, 利用扫描电镜分别观察抑制前后的污泥结构与微生物微观形态特性, 结果见图 3.由图 3可知, 氨氮抑制试验之前, 在SEM下的絮状污泥微观结构清晰可见, 细菌形状多样, 以菌胶团的形式聚合在一起, 其中占主导地位的是球状菌和短杆状菌, 丝状菌数量较少.菌的表面较为光滑, 附着有少量胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances, EPS).具体联系污水宝或参见://www.dowater更多相关技术文档。　　经高浓度氨氮短期抑制后的污泥与抑制之前相比, 结构变得松散, 丝状菌大量繁殖, 球状菌和短杆状菌则大量减少, 污泥出现了明显的膨胀现象.而污泥中的微生物出现了明显的皱缩现象, 另外微生物表面还包裹着一层粘性物质.由于聚合物覆盖在微生物的表面, 在环境与微生物胞膜之间形成一个缓冲层, 这种缓冲层有助于保护细胞体免受有毒物质损害, 从生物反馈机制上理解：在环境条件改变的情况下, 微生物分泌大量EPS的行为可以归结为生物应激性的一种表现, 从而能够最大程度地避免微生物细胞体受危害.所以, 微生物表面包裹着的这层粘性物质应为细菌所分泌的EPS(郑雄柳, 2014), 用以抵抗外界的不利因素.

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