羟胺和肼调控一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺的对比研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王元月
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| 答辩日期 | 2017-07 |
| 文献子类 | 博士后 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 单保庆 ; 魏源送 |
| 关键词 | 厌氧氨氧化 短程硝化 Anammox 羟胺 Partial Nitritation 肼 Hydroxylamine 亚硝酸盐氧化菌 Hydrazine Nitrite-oxidizing Bacteria |
| 学位专业 | 生物学 |
| 英文摘要 | 厌氧氨氧化是目前最有应用前景的新型生物脱氮技术。然而，该技术在实际工程应用中，常因亚硝酸盐氧化菌（NOB）的过量繁殖而导致系统内出现NO3--N累积、厌氧氨氧化活性下降等异常情况发生，最终会使脱氮效率恶化，运行趋于崩溃。 针对NOB过量繁殖问题，传统的应对措施如降低溶解氧、缩减污泥龄甚至排空污泥重新接种启动等存在恢复周期长，或者因菌种获取困难而没有普遍性等问题。近年来，有学者提出了利用羟胺（NH2OH）和肼（N2H4）投加，可以达到原位抑制NOB、提高厌氧氨氧化菌活性的双重目的，最终能够在较短时间内恢复系统的脱氮功能。然而，已有研究主要关注NH2OH和N2H4投加后的直接运行效果，还缺乏从功能基因、微生物群落结构等深层次的机理探究。因此，本研究以一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化SBR工艺（Combined partial nitritation-anammox, CPNA）为对象，通过投加NH2OH和N2H4，对比考察两者在NOB过量繁殖下的原位恢复效果，并从微生物层面解析其作用机理。 （1）构建三组SBR硝化系统，对比考察NH2OH和N2H4投加对实现NO2--N累积的作用效果。结果表明投加NH2OH的1#SBR最快实现NO2--N累积，且累积率最高可达85.95%。NH2OH对氨氧化菌（AOB）活性的促进作用要强于N2H4，N2H4对NOB活性的抑制存在一定程度的可逆性。 （2）针对CPNA工艺中出现的NOB过量繁殖问题，投加NH2OH对NOB的抑制效果要好于N2H4。投加NH2OH的1#SBR出水中的NO3--N可以从最初的327.08 mg/L降低至93.31 mg/L，相应的脱氮速率则能够恢复至0.2 kgN/m3.d以上。而投加N2H4的2#SBR和对照组3#SBR的出水NO3--N浓度仍高达190.14 mg/L和152.49 mg/L。对于SBR单周期内的NO3--N产生与NH4+-N去除之间摩尔比（mole ratio of NO3--N production to NH4+-N reduced, MRNN），三组SBR分别从最初的69.78%、72.43%和64.67%恢复至19.91%、41.02%和32.96%。停止投加N2H4之后，2#SBR会再次出现一定程度的NO3--N累积。污泥SVI值逐渐增大，丝状菌滋生。 （3）在投加NH2OH成功实现对CPNA工艺的原位在线恢复过程中，编码氨氧化过程的amoA、hao基因以及厌氧氨氧化过程主要基因hzo的丰度能够分别提高至26.58%、43.56%和26.17%。微生物群落多样性指数呈下降趋势，且丝状菌丰度得到大幅提高。丝状菌能够发挥一定反硝化功能，将NO3--N还原为NO2--N，作为厌氧氨氧化反应底物，也就与NH2OH直接抑制NOB活性相协同，缓解系统的NO3--N累积现象，原位恢复系统的脱氮功能。 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/38710]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院生态环境研究中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王元月. 羟胺和肼调控一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺的对比研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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