anammox反应器的快速启动及有机物影响脱氮性能的研究

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1、学校代码10530学号201510151600分类号X703密级公开硕士学位论文ANAMMOX反应器的快速启动及有机物影响脱氮性能的研究学位申请人明大成指导教师邓志毅副教授学院名称环境与资源学院学科专业环境科学与工程研究方向水污染控制工程二Ο一八年六月五日Rapidstart-upofANAMMOXreactorandtheeffectoforganicsonnitrogenremovalCandidateMingDachengSupervisorandRankAssociateProfessorDengZhiyiCollegeEnvironmentalandResour

2、cesCollegeProgramEnvironmentalScienceandEngineeringSpecializationWaterPollutionControlEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune5th,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要厌氧氨氧化（ANAMMOX）脱氮工艺因其高效、经济的特点而受到广泛关注。但由于厌氧氨氧化菌（AAOB）倍增时间较长，环境敏感性高，有机物对其脱氮

4、性能的影响不明确，限制了ANAMMOX工艺的工业化应用。鉴于此，本文采用UASB反应器，探讨了不同接种污泥、磁场等条件下，ANAMMOX反应器快速启动的特性和运行调控机制，成功获得絮状和颗粒ANAMMOX富集混培物，在此基础上，研究了丙酸钠和葡萄糖对两种富集混培物脱氮性能的影响；借助SEM-EDS、高通量测序等方法，对ANAMMOX富集混培物的形态特征及菌群组成进行了分析，得出以下结论：（1）接种剩余污泥和混合污泥（体积比1:1的厌氧颗粒污泥和剩余污泥）都能成功启动ANAMMOX反应器，但接种好氧污泥启动失败。在进水NH+-4-N、NO2-N浓度为50±2mg/L，温度为

5、38±1℃，水力停留时间（HRT）为16.4h的条件下，混合污泥接种的反应器可在35d实现启动，比剩余污泥接种启动时间缩短1/2，其中菌体自溶期和活性迟滞期分别缩短8d和20d，分别获得ANAMMOX颗粒富集混培物和ANAMMOX絮状富集混培物。（2）外加78mT恒磁场有利于ANAMMOX反应器的稳定运行。在进水NO-++2-N:NH4-N=1.32，NH4-N浓度为50~270mg/L时，接种混合污泥加磁反应器的最高容积氮负荷和最大容积基质氮去除速率比无磁反应器分别提高了6.3%和5.0%，最大可达2.17kgN/(m3·d)和2.14kgN/(m3·d)。（3）不同有

6、机物对两种富集混培物厌氧氨氧化脱氮性能的影响存在差异。当0~500mg/L的有机物作用下，絮状富集混培物体系中，以丙酸钠为基质，存在反硝化竞争，厌氧氨氧化脱氮率降低11.0%~20.9%；以葡萄糖为基质，反硝化菌与厌氧氨氧化菌协同互生，厌氧氨氧化脱氮性能影响较小。在颗粒富集混培物体系中，厌氧氨氧化脱氮率随丙酸钠浓度的增加而增大，最大可提高25.8%；而葡萄糖浓度≥300mg/L，存在反硝化竞争，厌氧氨氧化脱氮率下降6.2%~12.4%。此外，移除丙酸钠基质后，两种富集混培物的厌氧氨氧化脱氮性能都能恢复；而移除葡萄糖基质后，颗粒富集混培物的厌氧氨氧化脱氮性能不能完全恢复，其

7、NH+4-N去除率下降4.1%~10.6%。（4）两种富集混培物都以球菌为主，存在少量的杆菌和丝状菌；絮状富集混培物中Ca和P质量百分比分别为2.14%和4.86%，颗粒富集混培物中分别为30.19%和16.85%，可能生成金属沉淀物Ca3(PO4)2。I（5）两种富集混培物中厌氧氨氧化菌群组成与磁场有关。无磁条件下，絮状富集混培物出现CandidatusKuenenia、CandidatusBrocadia和CandidatusAnammoxoglobus三种厌氧氨氧化菌共存现象，其比例分别为9.25%、10.41%、6.4