轮虫对污水处理中生物膜蓄积老化的优化作用

【摘要】：生物膜工艺作为重要的生物法污水处理技术得到了广泛的应用,其具有操作简便、抗冲击负荷和剩余污泥较少等优点。根据生物膜的生长过程,生物膜经过潜伏期、增长期和稳定期之后,必将进入老化脱落期,但是,生物膜自身无法完成老化脱落,这就会造成生物膜蓄积老化,影响生物膜的活性和污水处理效果。目前,对老化生物膜的去除方法主要是物理化学法,但是存在高耗能、污染水体和需要较长恢复期等缺点。 林德曼定律指出能量在营养级间流动过程中,由于呼吸作用和分解作用的原因,仅有10%的能量能被后一营养级获得,90%的能量以热能的形式散失。填料上面的生物膜就是一个生态系统,由藻类、细菌、真菌、原生动物和后生动物及其所处的周围环境构成。引入微型动物可以延长生物膜上食物链的长度和增强对低营养级生物的捕食强度,根据林德曼定律,可以有效增加能量在食物链传递过程中的散失量。能量随着食物链延长而损失量增加,生物量合成也就相应减少,也就能达到去除过量生物膜的目的, 轮虫广泛存在于各种水体并能捕食细菌,可作为生物法应用的理想微型动物。利用生物法的原理,采用城市河道污水为实验用水进行挂膜,通过投加轮虫于生物膜成熟的水箱中,探讨轮虫对控制生物膜蓄积老化的作用。本研究在第一阶段,以A组为空白对照组,研究B组和C组的挂膜效果；第二阶段,以B组为对照组,研究在投加轮虫后C组生物膜性质的变化情况。研究结果表明： (1)经过一个月左右的生物膜培养,弹性填料表面逐渐富集形成了一层生物膜,通过生物相观察,主要包括藻类、原生动物、单趾轮虫、旋轮虫、线虫、 .预体虫,标志挂膜成功。 (2)挂膜实验期间,A组氨氮去除率的变动范围为1.12%-9.12%,平均为4.26%；B组氨氮去除率的变动范围为11.03%-91.16%,平均为52.78%；C组氨氮去除率的变动范围为11.89%-91.67%,平均为54.94%。经配对t检验分析,B组和A组的氨氮去除率差异极显著(P0.01),C组和A组的氨氮去除率差异极显著(P0.01),B组和C组的氨氮去除率无显著差异(P0.05)。 (3)挂膜实验期间,A组总磷去除率的变动范围为5.98%-15.18%,平均为12.62%；B组总磷去除率的变动范围为9.98%-26.07%,平均为18.07%；C组总磷去除率的变动范围为9.71%-26.78%,平均为19.69%。经配对t检验分析,B组和A组的总磷去除率差异极显著(P0.01),C组和A组的总磷去除率差异极显著(P0.01),B组和C组的总磷去除率无显著差异(P0.05)。 (4)挂膜实验期间,A组CODcr去除率的变动范围为4.79%-21.97%,平均为11.61%；B组CODcr去除率的变动范围为10.08%-38.43%,平均为20.71%；C组CODcr去除率的变动范围为7.18%-37.91%,平均为20.14%。经配对t检验分析,B组和A组的CODcr去除率差异极显著(P0.01),C组和A组的CODcr去除率差异极显著(P0.01),B组和C组的CODcr去除率无显著差异(P0.05)。 (5)经独立样本t检验分析,B组和C组的生物膜干重在Ⅰ期(未投加轮虫)差异不显著(P0.05),Ⅱ期(投加轮虫)差异不显著(P0.05),生物膜的干重变化率差异不显著(P0.05)；B组和C组的生物膜活性在Ⅰ期差异不显著(P0.05),Ⅱ期差异极显著(P0.01),生物膜活性变化率差异极显著(P0.01)；B组和C组的总菌数在Ⅰ期差异不显著(P0.05),Ⅱ期差异极显著(P0.01),总菌数变化率差异显著(P0.05)。 (6)轮虫投加后7d,经配对t检验分析表明,B组和C组的氨氮去除率没有显著差异(P0.05),总磷去除率没有显著差异(P0.05),CODcr-去除率没有显著差异(P0.05)。 轮虫的投加可以有效控制细菌的数量和增强生物膜活性,同时,轮虫养殖成本较低,且对环境没有污染,这为解决生物膜蓄积老化问题提供了一条新的途径。 【关键词】：污水 生物膜 蓄积老化 轮虫
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X174;X703
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-24
• 1 污水处理方法11-18
• 1.1 活性污泥法11-12
• 1.2 生物膜法12-18
• 2 生物膜法存在的问题及解决途径18-22
• 2.1 生物膜法存在的问题18-19
• 2.2 解决途径19-22
• 3 本论文的研究目的、意义及研究内容22-23
• 4 本研究的技术路线23-24
• 第二章 研究方法24-31
• 1 实验装置24
• 2 实验材料24
• 3 实验方法24-25
• 4 分析项目及方法25-31
• 4.1 细菌总数测定25-28
• 4.2 生物膜活性测定28
• 4.3 生物膜重量测定28-29
• 4.4 水温、pH、溶解氧测定29
• 4.5 生物相观察29
• 4.6 氨氮、总磷和COD_(cr)测定29-30
• 4.7 数据分析方法30-31
• 第三章 生物膜培养实验研究31-36
• 1 生物膜及其生物相的分析31-32
• 2 污染物去除效果32-34
• 2.1 氨氮去除效果32
• 2.2 总磷去除效果32-33
• 2.3 COD_(cr)去除效果33-34
• 3 小结34-36
• 第四章 轮虫投加实验研究36-39
• 1 生物膜性质的变化36-37
• 2 氨氮、总磷和COD_(cr)去除率的变化37
• 3 小结37-39
• 第五章 结论39-42
• 1 主要结果39-40
• 2 主要结论40
• 3 存在的问题40-41
• 4 本课题的创新点41-42
• 参考文献42-51
• 致谢51-52
• 硕士期间发表的论文52

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