腐殖生态基强化污水处理效能的机理研究

Indicates that the application of domestic and international practice, the activated sludge process adding humic soil media, which can effectively increase the removal efficiency of pollutants, improve the feature of sludge, but process and the main mechanism of humic soil media effects on activated sludge wastewater treatment is not clear. Therefore, the project proposed by mean of static experiment and dynamic experiment research physicochemical properties of humic soil media, humic activated sludge properties, composition, microbial population, microbial activity changes and humic respiratory of the macro and micro aspects of the comprehensive analysis adopted integrated method of pop analysis, electron transport system (ETS), PCR-DGGE using the theory of microbiology, molecular biology and characterization methods. Based on that, exploratory study on humic soil media effects on activated sludge process factors and mechanism of humic soil media and humic respiratory enhancement. The study helps to further understand and reveal the humic activated sludge process and mechanism, to provide the scientific basis of humus soil activated sludge process for the development and application for water quality characteristics and operating conditions in china.

国内外的应用实践表明，添加腐殖生态基的活性污泥工艺，可有效改善污泥特性，提高污染物去除效能，但腐殖生态基对污水生物处理的影响过程和主要机理尚不明晰。据此，本项目拟通过静态和动态实验，综合运用微生物学、分子生物学理论，利用波普分析、电子传递体系（ETS）、变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)等分析和表征手段，对腐殖生态基的理化特性、腐殖污泥的结构和组成、微生物优势菌群及其演替过程、微生物活性变化、腐殖呼吸过程等展开深入研究，以揭示腐殖生态基对污泥结构和形态的影响致因，从微观角度探明腐殖生态基改善污泥性能的机理；探明工艺过程中腐殖呼吸在提高污染物处理效率方面的作用机制，从微生物学角度阐释腐殖生态基强化污染物去除的过程；揭示腐殖生态基对微生物优势菌群的诱导机制，提出其调控策略，从分子生物学角度揭示腐殖生态基强化污染物去除效能的机理，为开发适合我国国情的腐殖活性污泥工艺提供基础理论依据。

国内外的应用实践表明，添加腐殖生态基的活性污泥工艺，可有效改善污泥特性，提高污染物去除效能，但其影响过程和主要机理尚不明晰。本项目通过腐殖生态基强化SBR 系统ETS 活性变化的研究，探明腐殖活性污泥工艺中腐殖呼吸在提高污染物处理效率方面的作用机制，从微生物学角度阐释腐殖生态基强化污染物去除的过程与机理；通过腐殖生态基强化工艺微生物群落的研究，确定其优势菌群，揭示腐殖生态基对优势群落的诱导机制，从分子生物学角度揭示腐殖生态基强化污染物去除效能的机理，提出调控和强化策略，为开发适合我国国情的腐殖活性污泥工艺提供基础理论依据。.研究结果表明，腐殖生态基填料表面粗糙、多孔、含有大量的凹凸结构。添加腐殖土可提高活性污泥的初沉速度，外置腐殖土SBR反应器初沉速度可提高9.559mm/min，改善率达192%；内置腐殖土SBR反应器初沉速度可提高10.599 mm/min，改善率高达213%，内置HS-SBR反应器的CST值比cSBR系统的CST值均小0.68s•L/g SS，且内置HS-SBR反应器的CST值最小，更有利于污泥脱水。. 在温度为10℃时，腐殖生态基强化污水处理工艺对颗粒态有机污水中COD，TP，NH4+-N的去除率分别提高了2.8%，3.3%，7.4%。内置SBR的CST平均值小8s，脱水性能较好；水温为20℃时，内置SBR的NH4+-N去除率比传统SBR高3.5%，添加腐殖生态基可以有效改善污泥降解颗粒态有机物效能，使出水中颗粒态有机物粒径减小。腐殖生态基在强化SBR工艺污水处理效果的同时，污泥脱氢酶活性有所提高；在改变不同运行条件时，腐殖SBR工艺的脱氢酶活性在不同程度有所改变，与污染物去除过程相关。腐殖生态基内置有利于氨氮和总磷的去除，高通量测序分析结果表明，内置反应器的微生物丰度要优于外置反应器，而多样性无明显区别。