人工充氧强化好氧反硝化脱氮技术改善微污染水源水质研究

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随着各区域的经济发展与公众需水量的逐年增大,越来越多的湖泊水库成为饮用水水源。我国的湖泊水库普遍存在富营养化、微污染等问题,这些问题会直接影响到饮用水水质安全。针对这些问题,本研究提出了人工充氧与好氧反硝化微生物修复相结合的思路,对好氧反硝化菌进行了脱氮特性研究,并对高效好氧反硝化菌进行菌源重组及原水投菌小试试验,为人工充氧与生物修复改善水质技术提供可靠依据。研究得到的主要结论如下:(1)本研究从山东某水源水库沉积物中筛选出126株贫营养好氧反硝化细菌,其中,菌株JY78表现出良好的好氧反硝化脱氮特性。经形态学和分子生物学鉴定,JY78为革兰氏染色阴性不动杆菌属Acinetobacter oleivorans,并具有反硝化菌功能基因—周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)。在培养基条件下,菌株JY78在72h后对硝氮的去除率达到83.65%,总氮的去除率为58.46%。经过36h的硝化反应,菌株JY78氨氮去除率为93.53%,总氮去除率为76.15%。利用响应曲面分析法得到,在C/N为8.0、温度为23℃、转速为38r/min、初始pH为8.15时,菌株能够达到最大硝氮去除率89.79%。(2)通过两组投加贫营养好氧反硝化菌群原水小试试验,研究了菌群对微污染水体的水质改善效果。试验结果表明,投加量为1‰的菌群复配组合2脱氮效果最佳,总氮去除效果最高能达到60.35%,相对于空白对照达到40.60%的去除率,同时硝氮去除率也达到了63.31%。(3)原水小试试验同时研究了适宜提高菌群脱氮效果的投菌量,通过两组实验得到了,菌剂的投加量与菌剂的脱氮效果不成正比关系,菌剂的最优投加量为0.1‰的原水量。(4)针对水库水质低温、微污染、贫营养的特点,进行人工充氧模拟水库扬水曝气改善原水水质小试试验,以氮污染物浓度变化为指标确定适宜水体自我修复的溶解氧范围。实验表明,低温、微污染、贫营养水体的最适宜溶解氧范围为4-5mg/L,在此条件下相较于初始值总氮能够达到最高去除率50.82%,硝氮去除率可达到90.08%。
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