好氧颗粒污泥对兽药添加剂的响应机制研究

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1、好氧颗粒污泥对兽药添加剂的响应机制研究1绪论1.1研究背景水是人类生命之源，在经济发展迅速的时代，水污染问题日益加剧。大量工农业废水不经过处理，或处理不达标而违规排放，使我国湖泊富营养化现象日益加剧。环境污染问题已经进入岌岌可危的阶段，采取必要的措施来遏制环境污染的蔓延已显得愈发重要。在目前的形式下，我国加快了环境保护设施的建设，但大部分城市的污水处理水平仍然满足不了实际的需求。因此，高效、便捷的污水处理工艺的研发具有十分重要的现实意义。近些年来，随着科学技术水平的提高，废水处理领域出现大量的高效治理污水，该行业也在不断的发展壮大，

2、尤其以生物处理为主，其中好氧颗粒污泥技术已经成为一个研究热点。好氧颗粒污泥是一种通过自我凝结而形成的特殊的生物膜，其沉降性能好、生物量大、生物活性强。和传统的活性污泥法相比较，好氧颗粒污泥拥有较高的抗冲击负荷能力，能够更好地处理高负荷有机废弃物，且沉降速度快。因此，利用好氧颗粒污泥处理有毒有害废水、高氮磷废水、生活污水等的研究成为了国内外研究的热点。在当今社会，畜禽饲养过程中，易发生各种疫病，为预防和治疗畜禽疫病，会在畜牧业生产过程中大量使用兽药添加剂，同时为提高畜牧业的生产力，饲料添加剂也被广泛投入使用。但喂养动物抗生素或饲料添加

3、剂后，动物会通过新陈代谢会将药物以原药或者动物的粪便和尿液的形式排出体外，这些物质进入生态环境后，会对水体、土壤等生态环境产生不利影响，并通过食物链对生态环境造成毒害作用，从而会对生态环境中的动植物和微生物的生命活动产生影响，最终影响人类的身体健康，其后果必须引起广泛重视。.1.2好氧颗粒污泥的研究现状好氧颗粒污泥是微生物在特定环境下自絮凝形成的生物颗粒。研究好氧颗粒污泥已经成为废水生物处理领域的热点，目前已经在其形成条件、分子生态学、基本特性以及代谢模型等方面取得明显研究成果。好氧颗粒污泥与普通活性污泥相比，具有外观形态规则、沉降

4、性能良好、结构密实、不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、集不同微生物为一体等优点。由于反应器操作模式、水流剪切力、有机负荷等的不同，培养出的好氧颗粒污泥的性质，也有在某些方面有一定的相似之处，而在其他方面则可能存在很大差异。普通絮体外观一般没有明显的界限、结构松散，与传统的活性污泥法，好氧颗粒污泥具有清晰的轮廓，形态呈球形或椭圆形，颗粒之间有明显的分界。好氧颗粒污泥粒径分布在0.3mm~8mm之间，粒径的大小取决于在水流剪切力等外力作用下颗粒表面剥落和内部微生物增殖间的动态平衡维持。研究发现[7]，好氧颗粒污泥的粒径是影响其性能的关键因

5、素之一。Tay（2002）等认为，好氧颗粒污泥粒径最佳控制范围在1600μm以内[8]。..2试验材料与分析方法2.1试验材料试验在序批式反应器（SBR）中进行，反应器柱身采用有机玻璃材质，在筒身不同高度处设有进水、出水、取样口，柱体底部设有清洗反应器的阀门。反应器包含五个运行阶段，即进水、曝气、沉淀、排水、闲置。采用时间控制器实现各个反应阶段开关的自动开启或关闭。反应器进水采用蠕动泵进水，出水采用电磁阀进行控制，曝气采用空气压缩机连接砂芯曝气头均匀曝气，其中曝气量由转子流量计控制。反应器高65cm，内径10cm，有效高度55

6、cm，有效容积为4.3L。试验装置主要由反应器、进水与供气系统、控制系统、水箱和支架等部件组成。反应周期为6小时，其中进水10分钟，曝气240分钟，沉降20分钟，出水5分钟，闲置85分钟。排水口设在距离反应器底部20cm处，使得排水比为60%，曝气阶段，反应器中DO浓度控制在5mg/L左右。反应器温度控制在室温15~25℃左右。装置实物图如下图所示。.2.2污泥培养及其特性分析方法本实验采用定制SBR反应器系统，通过有效调节合理控制水力剪切力、沉降时间COD、NH4+-N浓度、进水C/N比等运行工艺条件，将接种污泥培养成好氧颗粒污泥

7、。培养初期，以普通絮状活性污泥为接种污泥，运行周期为6h，周期内进水COD为500mg•L-1、进水10min、曝气4h、沉降20min、排水5min、闲置1h25min。后期根据污泥生长情况，逐步提高COD负荷，逐步缩小沉降时间至1min，将粒径较小且沉降性能较差的污泥排出反应器，以加快颗粒化的进程。通过定时器对进水泵、曝气装置、电磁阀进行定时，对SBR反应器进行间歇性曝气培养。在前期研究成果的基础上，好氧颗粒污泥成熟后，进水基质甲醇、盐酸氯苯胍作为碳源继续培养，进水中盐酸氯苯胍浓度为10mg/L，保持COD、NH4+-

8、N等运行条件不变。实验过程中定期测定出水COD、NH4+-N、MLSS、混合液的SVI等运行参数。对监测到的数据进行分析，研究污泥丝状微生物的生长特性及污泥性能、除污效能的变化，以此判断反应器的运行状况，并及时作出相应调整，最终得到影