CANON工艺的快速启动及其微生物特征研究

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英对照）：CANON工艺的快速启动及其微生物特征研究Faststart-upandmicrobialcharacteristicsofCANONtechnology作者姓名：刘竹寒指导教师姓名：金腊华及学位、职称：博士、教授学科、专业名称：工学、环境科学论文提交日期：2017年5月论文答辩日期：2017年6月答辩委员会主席：论文评阅人：学位授予单位和日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不

2、包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：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暨南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权暨南大学可以将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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用

3、本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：暨南大学硕士学位论文CANON工艺的快速启动及其微生物特征研究摘要20世纪90年代末发展起来的单级全程自养脱氮工艺因其具有节约62.5%耗氧量、节省100%有机碳源和50%耗碱量、工艺流程短且污泥产生量少等优势被公认为是一项新型简单快捷的脱氮工艺，受到研究者们的青睐，但启动周期长成为制约该工艺发展的主要因素之一。基于此，本论文采用生物膜法驯化富集脱氮功能菌，探索了在淹没式生物滤池中快速启动CAN

4、ON的策略，并进行了影响该工艺因素的试验研究，同时借助电镜扫描和16SrDNA宏基因组高通量测序等先进测试手段对其微生物特征进行了分析，得到以下结论：（1）在淹没式生物滤池中能快速启动CANON工艺。以城市污水处理厂二沉池中普通活性污泥为种泥，在中温(30±2)℃、不添加有机碳源、控制DO（亚硝化阶段：0.3~0.5mg/L，CANON阶段：0.1~0.2mg/L）的试验条件下，经过48d+对污泥微生物的驯化，成功启动了CANON工艺，NH4-N去除率和TN去除率分别高达99.9%和86.5%。+-（2）CANON工艺

5、成功启动的标志为：在同一时段内，NH4-N、NO2-N浓-度开始同步下降，伴随着出水NO3-N浓度和TN去除率显著升高，且ANAMMOX反应生成的N2使填料出现上浮现象。（3）CANON运行的最佳工艺参数为：pH值为8.0，温度为32℃，DO为0.2~0.4mg/L。pH从6.5、逐渐增大到8.0时，AOB和AnAOB的活性随之增强，体系脱氮效率逐步提高；且在此变化范围内，AnAOB比AOB受pH变化的影响更明显，相对而言AOB对pH的适应区间更广，稳定性更好。温度为32℃时，CANON脱氮性能最佳，温度降低或者升高都

6、对CANON的脱氮性能有不同程度的抑制影响，但在28-40℃的温度范围内，影响幅度较小，且这种抑制影响是可逆的。当DO为0.2~0.4mg/L时，AOB和AnAOB均能正常作用，主要发生的是亚硝化和ANAMMOX反应，脱氮效果良好；当DO在0.6~0.8mg/L范围内变化时，AnAOB受到一定的抑制，DO越大，脱氮效果受抑制影响越大；且相对于启动期，在稳定运行期，CANON工艺受DO变化的影响变小。（4）CANON工艺中两个优势菌门分别是Proteobacteria（变形菌门）和Planctomycetes（浮霉菌门）

7、，起亚硝化作用的AOB主要是Proteobacteria门的I暨南大学硕士学位论文CANON工艺的快速启动及其微生物特征研究Nitrosomonas，而进行厌氧氨氧化反应的AnAOB主要是Planctomycetes门的Candidatusbrocadia，两者协同作用共同实现CANON中的氮素去除。（5）通过采取不添加有机碳源、控制温度和DO浓度的措施，以人工模拟废水在SBAF反应器中对普通活性污泥进行驯化，成功将硝化螺旋菌门的NOB淘洗掉，并快速富集了AnAOB，从接种期到运行期，AnAOB得到了有效富集，其丰度随

8、着反应器运行时间的延长持续增加，从0.00179%增加到30.6%。关键词：自养脱氮；淹没式生物滤池；短程硝化；厌氧氨氧化；生物群落结构II暨南大学硕士学位论文CANON工艺的快速启动及其微生物特征研究AbstractThesinglestagecompletelyautotrophicnitrogenremovalovernit