【摘 要】
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生活污水中有机物主要包括蛋白质、糖类和脂肪等,而以往研究多以乙酸钠及葡萄糖为碳源开展生物除磷工艺及理论研究,忽视了蛋白质类物质在生物除磷工艺中的代谢行为,导致实验室数据与实际污水处理厂运行数据存在差异。目前以氨基酸为碳源的生物除磷工艺及理论研究很有限,人们对该工艺的影响因素及除磷机理了解较少,天冬氨酸作为一种废水中含量较高的氨基酸,它在生物脱氮除磷系统中的作用一直鲜为人知。本论文采用天冬氨酸作为唯
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生活污水中有机物主要包括蛋白质、糖类和脂肪等,而以往研究多以乙酸钠及葡萄糖为碳源开展生物除磷工艺及理论研究,忽视了蛋白质类物质在生物除磷工艺中的代谢行为,导致实验室数据与实际污水处理厂运行数据存在差异。目前以氨基酸为碳源的生物除磷工艺及理论研究很有限,人们对该工艺的影响因素及除磷机理了解较少,天冬氨酸作为一种废水中含量较高的氨基酸,它在生物脱氮除磷系统中的作用一直鲜为人知。本论文采用天冬氨酸作为唯一碳源,在SBR反应器中实现了同步硝化反硝化除磷（Simultaneous nitrification-denitrification and phosphorus removal,SNDPR）过程,研究了SRT、DO浓度、C/N比及C/P比对SNDPR工艺脱氮除磷性能的影响,分析了实验各阶段的菌群结构,利用批次实验探讨了SBR反应器内脱氮除磷途径。SBR反应器在采用两次进水方式的条件下,15d内快速建立了生物除磷系统。之后去掉硝化菌抑制剂及加大反应器内曝气量,控制反应器内的DO浓度,70d后反应器内实现SNDPR过程。SNDPR工艺影响因素研究结果表明:当SRT为10d时,活性污泥除磷的效果最好;当SRT为6d时,反应器的反硝化吸磷作用最强;当DO为2mg/L时,TIN平均去除率最高,PO43--P的去除率逐渐升高后稳定。C/N由6.79减小至4.04时,碳源不足导致系统的脱氮除磷能力恶化。在SNDPR系统成功建立后进行的高通量测序结果表明:反应器内的物种多样性在门水平上主要为Proteobacteria（变形菌门）和Bacteroidetes（拟杆菌门）两大类;在属水平上,DPAOs菌和DGAOs菌丰度升高;SRT变短使得大部分世代周期长的微生物消失,Propionivibrio菌和Thauera菌的丰度分别从18.43%、0%上升至20.58%、7.86%,除此以外,未出现过的Thiothrix菌和Sphingorhabdus菌的丰度分别升至1.84%和1.12%,以上微生物主导着颗粒污泥的形成和硝化、反硝化以及除磷功能。SNDPR工艺脱氮除磷途径分析表明:在SBR运行的厌氧段,SBR反应器中的天冬氨酸先脱氨基,使得水溶液中氨氮浓度升高,脱氨基后的碳源被聚磷菌及聚糖菌吸收到体内转化为PHB,能量部分来源于聚磷分解,部分来源于糖原分解,因此厌氧PO43--P浓度上升,上个周期残留的NO3-、NO2-被普通反硝化菌还原;在好氧段,水溶液中PO43--P被PAOs菌及DPAOs菌吸收转化为细菌体内聚磷而被去除;氨氮在异养硝化菌作用下转变成硝酸盐,而硝酸盐的去除是DPAOs菌、DGAOs菌及异养硝化好氧反硝化菌（Heterotrophic nitrification-aerobic denitrifier,HN-AD）共同作用的结果。
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