论文摘要
我国是农业大国,农村人口众多,生活污水排放量大。生活污水未经处理经管道、暗沟直排河道现象普遍,农民环保意识淡薄,现有的就地处理技术由于缺乏有效的管理机制处理效果不理想。东华大学在上海市科委连续支持的亚滤技术及新型陶瓷膜的基础上,结合了国外的人工湿地的先进技术,开创了新的复合型3格厌氧净化槽,串联生物过滤,新型复合陶瓷膜系统进行脱氮除磷工程,本系统在上海市崇明县前卫村进行了试点,达到了良好的效果。本研究从复合型三格厌氧氧化槽中提取水样,在分离纯化出菌种以后,运用电子显微镜观察以及基础营养源实验筛选出复筛菌株A-1,F-1,B-5,C-2并通过生长条件优化测定来研究复筛菌株的最佳降解条件分别为:A-1,F-1:30℃,pH值为7.0;B-5:30℃,pH值为7.7,接种量为20-30%;C-2:35℃,pH值为6.5-7,最佳培养时间5d。而在最佳条件下,4株复筛菌种各自的性能为:A-1,F-1:总氮去除率为36.4%,硝酸盐去除率为80.2%,总磷去除率为35.2%;B-5:硝酸盐的去除率达到了90.1%;C-2:总磷的去除率达到了20.3%。着重对生物净化槽中的三株菌种A-1,B-5,C-2进行复合优化研究,借助于正交试验,主要考虑了温度、pH值、接种量、氮磷浓度比对菌种降解性能的影响,通过计算在不同条件下的降解率,寻找降解氮磷的最佳条件。最佳比例下复合菌株D-X的最适条件为30～33℃,摇床转速为110rpm,pH值7.2,培养液接种量20%、氮磷浓度比为6:1。在最适生长条件下,菌株D-X经过14天降解实验最佳降解效率为:TN去除率为97%、TP去除率为63%,CODcr的去除率可达85%。对四株菌种A-1,F-1,B-5,C-2采用革兰氏染色法及16S rDNA全序列分析确定菌种的类型,结果表明:四株菌种鉴定为奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）、门多萨假单胞菌（Pseudomonas Medocina）和枯草杆菌（Bacillus subtilis）三类。并对三类细菌的降解动力机理进行了研究分析。用离子色谱定性了解三类菌种脱氮除磷的产物种类,再对菌株降解氮磷之后的产物用标准方法定量分析。在实验数据的基础上分析讨论生物净化槽中的反应机理中存在同时硝化反硝化作用以及强化生物除磷作用。最后进行了三种菌株的初步应用研究,考察了光照和环境条件对于菌种降解氮磷效率的影响,结果发现当存在光照、三槽环境为缺氧-厌氧-缺氧时,降解率较高。在菌株对于模拟废水的处理效果的研究中,发现复合菌种在接近实际污水水质的条件下降解效果良好,而且对COD具有较好的去除率,可达85%以上,水质有了明显改观。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 我国农村生活污水状况1.1.1 我国农村生活污水的背景与现状1.1.2 崇明岛生活污水特点1.2 生物技术处理农村生活污水1.2.1 研究背景1.2.2 研究现状1.2.3 工程项目采取的生物技术工艺1.3 本章小结2 菌种的培养富集与纯化筛选2.1 实验器材和药品2.1.1 实验器材2.1.2 实验用品2.1.3 实验药品2.2 中试工程概况2.2.1 工艺流程2.2.2 试验水质2.3 样品采集2.3.1 微生物菌落分布原理2.3.2 采集点结构特点2.3.3 采集方法2.4 菌种培养2.4.1 菌种驯化2.4.2 培养基的配制2.4.3 菌种的富集2.5 菌种的纯化2.5.1 稀释平板法2.5.2 脱氮除磷菌株的计数2.5.3 涂布2.5.4 平板划线分离法2.6 菌种的初筛2.6.1 营养肉汤培养基富集菌株的特性与初筛2.6.2 专性脱氮厌氧培养基的菌株初筛2.6.3 专性除磷厌氧培养基的菌株初筛2.7 菌种的保存2.7.1 保存菌种的培养基2.7.2 保存方法2.8 本章小结3 组合工艺中功能菌株的条件优化和性能测定3.1 实验设备与方法3.1.1 实验仪器3.1.2 实验用品3.1.3 实验药品3.1.4 实验菌种3.1.5 脱氮除磷测定方法的确定3.1.6 测定降解效果所用培养基的配制3.2 脱氮除磷菌种的复筛3.2.1 菌种复筛的条件3.2.2 菌株复筛的方法3.2.3 复筛菌株的生长曲线3.3 不同条件下复筛菌种的最佳降解效果（影响因素及最佳环境条件）3.3.1 复筛菌株A-1，F-1的最佳降解条件确定3.3.2 复筛反硝化菌株B-5的最佳降解条件3.3.3 复筛菌株C-2的最佳降解条件3.4 功能菌株在最佳条件下脱氮除磷的性能测定3.4.1 菌株A-1，F-1的性能测定3.4.2 菌株B-5的性能测定3.4.3 菌株C-2的性能测定3.5 本章小结4 生物净化槽中功能菌株的复合优化4.1 实验器材和药品4.1.1 实验仪器4.1.2 实验用品4.1.3 实验药品4.1.4 实验菌种4.2 复筛菌株的混合优化4.2.1 复筛菌株个体的降解性能4.2.2 复筛菌种的多效复合优化4.3 复合菌株D-X脱氮除磷的条件优化4.3.1 单因素条件的影响4.3.2 正交实验水平因素的确定4.3.3 复合菌株D-X在不同条件下的正交实验数据及分析4.3.4 菌种D-X脱氮除磷的最佳条件4.4 复合菌株D-X的性能测定4.5 本章小结5 菌株降解氮磷的产物分析和菌株鉴定5.1 实验用品及方法5.1.1 实验仪器5.1.2 实验用品5.1.3 实验药品5.1.4 检测分析方法5.2 生物净化槽中菌株降解氮磷的产物分析5.2.1 菌株A-X，F-X降解氮磷的产物分析5.2.2 菌株B-X降解产物分析5.2.3 菌株C-X降解氮磷的产物分析5.2.4 复合菌株D-X的作用机理分析5.3 菌种鉴定5.3.1 革兰氏染色法5.3.2 菌种的基因鉴定5.4 菌株降解氮磷的微生物反应动力学5.4.1 微生物生长速率5.4.2 底物消耗速率5.5 本章小结6 脱氮除磷菌种的初步应用研究6.1 生物净化槽-生态强化浮床组合工艺（BPT-EEFR组合工艺）的实际降解效果6.1.1 对有机质的净化效果4+-N、TN的净化效果'>6.1.2 对NH4+-N、TN的净化效果6.1.3 对TP的净化效果6.2 实验室中光照对菌株脱氮除磷的影响6.3 实验室中生物净化槽环境条件改变对脱氮除磷的影响6.4 实验室中复合菌株对模拟废水的降解效果6.4.1 模拟废水的配制6.4.2 处理效果6.5 本章小结7 结论与展望7.1 实验总结7.2 研究与应用前景参考文献附录I 符号缩写附录II 45张正交试验表附录III 菌株16S rDNA基因序列在NCBI数据库中的对比结果攻读硕士学位期间的研究成果致谢
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