导读:本文包含了炭膜曝气生物膜反应器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:生物膜反应器,牛粪厌氧发酵液,脱氮除磷,响应曲面
炭膜曝气生物膜反应器论文文献综述
范爱伦[1]（2019）在《膜曝气生物膜反应器法处理牛粪厌氧发酵液研究》一文中研究指出厌氧发酵技术作为一种既可以减少环境污染又能产生新能源的技术,是目前处理畜禽废水使用较多的方法。畜禽废水经过厌氧发酵后的发酵液中仍含有较多氮、磷、有机物等杂质,处理不当会引起二次污染,且一般的污水处理技术并不能很好的去除其中的污染物。膜曝气生物膜反应器(Membrane aeration biofilm reactor,MABR)技术以在处理难降解有机质方面独特的优势受到人们的重视。但以目前的研究,在处理厌氧发酵液运行参数方面的研究还比较少,因此本文主要通过响应曲面法考察不同运行参数对MABR反应器技术处理效果及变化趋势的影响,优化运行参数,并通过优化过后的参数进行模拟厌氧发酵液和实际厌氧发酵液的长期试验。分析在处理过程中MABR反映的规律以及生物群落的演替,为牛粪厌氧发酵液处理提供一种新的技术,并为其实际应用提供参考依据。在参数优化方面试验利用响应面法,根据优化结果以出水污染物浓度最低为标准确定最佳组合:水力停留时间24 h、水流流速90 r/min、进水氨氮浓度为40 mg/L、COD浓度800 mg/L、磷酸盐浓度10 mg/L。经过验证后模型预测效果良好,可为实际应用提供数据参考。参数优化过程后,通过模拟厌氧发酵液长期运行考察高碳氮负荷冲击对污染物去除率的影响,驯化提高表面负荷使此时生物膜具有可以处理实际牛粪厌氧发酵液的能力。结果表明进水氨氮浓度冲击提升至120 mg/L,去除效率约为65%,总氮去除率在约45%。碳源充足时出水亚硝酸盐氮含量低至2 mg/L,硝酸盐氮为3 mg/L;碳源不足时亚硝酸盐氮浓度最高至约7.5 mg/L,硝酸盐氮约19 mg/L。对于COD各阶段去除率始终保持在90%左右,可见MABR对COD去除有较大优势。经过驯化后的MABR具有良好的抗外界冲击能力,并对高浓度废水具有一定的适应性,生物膜可用于下阶段牛粪厌氧发酵液的去除试验。分别考察MABR处理稀释10倍和5倍的牛粪厌氧发酵液效果,能够发现牛粪厌氧发酵液中氨氮的去除率始终在90%左右。反应器内氨氧化物主要为硝酸盐氮,外加碳源后硝酸盐氮浓度骤降,最终阶段稳定在5 mg/L左右。磷酸盐由初始的无效释磷状态逐渐升高去除效率,稳定后磷酸盐去除率达35%。在COD去除方面,两次进水负荷冲击后均能恢复去除率至85%左右,可见MABR具有快速调整生物群落以适应多种碳源的能力,能够较好的处理这类污水。生物表征方面,处理过污水后的生物膜相对原始污泥展现了更好的生物多样性,在扫描电镜与高通量表征方面均能明显观察到这种趋势。特别是处理过厌氧发酵液在扫描电镜下能观察到更多的鳞壳虫,表明出水水质较好。生物膜内外层间的差异,结果发现内层含量较多的是均是有硝化作用的硝化螺旋菌属(Nitrospira),模拟厌氧发酵液反应器内层还发现比原始污泥占比更大的陶厄菌属(Thauera)。外层优势菌群均为反硝化菌属Denirtatisoma和可除碳的厌氧绳菌属(Anerolineaceae)等,实际牛粪厌氧发酵液反应器外层膜中还发现占比12%反硝化聚磷菌属梭菌属(Clostridium)等。这些均从生物角度解释了MABR脱碳除氮的原理。(本文来源于《东北农业大学》期刊2019-06-01）
张晗[2]（2018）在《鸟粪石结晶联用膜曝气生物膜反应器处理牛粪厌氧发酵液》一文中研究指出膜曝气生物膜反应器(MABR)是一种新兴的处理高浓度有机污废水的生物膜技术,但由于污泥龄无限长导致该技术在除磷方面尤显不足。鸟粪石结晶技术作为一种化学结晶方法可以回收污水中的磷元素来弥补MABR本身的缺陷。本研究重点考察单独运行的膜曝气生物反应器(MABR)和鸟粪石结晶强化除磷联用膜曝气生物膜反应器(MAP-MABR)两者之间在不同运行参数条件下对牛粪厌氧发酵液中污染物的去除效能及生物群落的异同。通过对常规污水指标检测与生物群落构成的表征,揭示二者在高氨氮,COD以及磷酸盐负荷下污染物去除规律及生物群落的演替规律。为MABR反应器的广泛应用夯实基础。在鸟粪石结晶部分,利用MgCl_2·6H_2O为沉淀剂,NaOH为碱度调节剂对ADCMW中氮磷回收以及鸟粪石纯度进行优化。结果表明,在pH为8.0,Mg/P摩尔比为1.8时,磷酸盐有83%的去除,XRD显示此时鸟粪石的纯度最高。随着pH的逐渐增大,磷酸盐的回收可以达到97%以上,但沉淀物中出现CaCO_3以及Ca_3(PO_4)_2等杂质。而在Mg/P摩尔比方面,较低的比率会增加含钙沉淀物的出现,而更高的比率时会造成镁盐的浪费。考虑到磷酸盐的回收、鸟粪石的纯度、后期出水碱度是否适宜生物生长以及经济预算,确定pH为8.0,Mg/P摩尔比为1.8为前期鸟粪石强化处理回收营养物质的最佳参数。实验结果表明,在水力停留时间24h,曝气压力从0.01MP上升到0.04MP,循环流速从50r/min上升到180r/min的过程中,MABR反应器COD、TOC去除效果维持在80%以上,但氨氮,总氮的去除只能达到65%左右。浊度方面拥有良好的去除效果,可以达到85%以上。出水亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度几乎检测不到。而MAP-MABR的去除效果基本都优于MABR反应器,氨氮、TOC、COD和总氮的去除效果都可以达到80%以上。硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的出水含量也几乎为零。浊度也有良好的改善,去除效果可达90%。磷酸盐去除率最高可以达到98%,出水磷酸盐含量只有1mg/L左右。由于生物量数量的庞大,种类的复杂的原因,在冲击试验中,两反应器皆保持良好的抗冲击能力,很快便恢复到原始的去除状态。整个运行周期内调节反应器内溶解氧的含量维持在0.5mg/L的状态,实现了对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘汰和氨氧化菌(AOB)的富集,从而实现了短程硝化反硝化(SND)。反应运行后期,在一个水力停留时间内,配置不含有机碳源的氨氮溶液对两反应器进行测试。发现硝酸盐氮一直保持在10mg/L以下,而亚硝酸盐氮发生积累,可高达80mg/L,亚硝化率最高达到89%。并且一个水力停留时间后,总氮减少大约70mg/L,认为反应器内存在厌氧氨氧化(ANAMMOX)及反硝化除磷的过程。生物表征方面,MAP-MABR中出现大量的鳞壳虫,意味着BOD负荷较低,为ANAMMOX提供了环境基础。MABR反应器内出现藻类,这代表较高的磷酸盐含量促使了藻类的繁殖。污泥胞外聚合物测试分析,MABR的设计具有良好的截留生物作用,两反应器胞外聚合物浓度都远远高于原始污泥,为污泥吸附和附着提供较好的环境。高通量数据显示,在门分类上,原始污泥,MAP-MABR以及MABR的种类相似,但数量发生变化。尤为明显的是绿弯菌门(Chloroflexi),放线菌门(Actinobacteria),变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes),两反应器相对于原始污泥都有着明显的增长。其中厚壁菌门和拟杆菌门具有非常强的降解复杂有机物、蛋白质和脂类的能力。绿弯菌门常存在于污泥菌胶团絮状体内部,并以絮体骨架的形式存在,这为生物膜的形成提供了骨架支撑。但Nitrospirae(硝化螺旋菌门)出现明显的下降,证明了亚硝酸盐氧化菌数量的骤减,为SND的实现提供了生物水平的支撑。在纲水平上,Clostridia(梭杆菌纲)有着明显的提升,这类菌具有反硝化除磷的功能,为磷酸盐的去向提供依据。而在属的水平上,Nitrospira(硝酸螺旋菌属)所占比例从1.13%降到了0.1%左右,而Nitrosomonas(亚硝化单胞菌属)的比例从0.1%上升到了0.5%以上。其次,Candidatus Brocadia是一种具有厌氧氨氧化功能的菌属,它的含量从0%上升到0.174%左右,意味着两反应器内均存在ANAMMOX作用,但由于含量较少并不起主导作用。而MAP-MABR反应器中的菌群种类在数量上是多于MABR的。这可能是因为前期鸟粪石结晶过程使污水中氮镁磷元素负荷发生降低从而能让生物更加适应当前环境实现快速增长。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
田鑫,孙少鹏,周崇波,俞铁铭[3]（2017）在《光合产氢-膜曝气生物膜反应器耦合系统产氢与底物降解特性》一文中研究指出为提高光合产氢反应器性能,构建了一种采用沼泽红假单胞菌CQK01接种的光生物产氢-膜曝气生物膜反应器(PBR-MABR)耦合系统。实验表明,在序批培养条件下,由于产氢过程中有机酸和氢离子不断积累,使得PBR系统的产氢速率远低于PBR-MABR系统,其产氢速率为0.49 mmol·(L·h)-1;而PBR-MABR、PBR-2MABRs和PBR-3MABRs的产氢速率则分别可达到0.61、0.76和0.85 mmol·(L·h)-1。这主要是由于有机酸被MABR中的透气膜上生长的生物膜不断降解所致。有机酸的降解不仅提高了耦合系统内pH值并在一定程度上缓解了体系中的产物抑制。(本文来源于《环境工程学报》期刊2017年01期）
杨潇潇,汪作炜,夏四清[4]（2016）在《双膜曝气生物膜反应器除水中硝氮和高氯酸盐》一文中研究指出构建了一种以CO_2为唯一碳源的膜曝气氢基质生物膜反应器(H_2-MBf R)对模拟地下水中2种主要的氧化型无机无污染物(NO_3~--N和ClO_4~-)进行生物还原去除.通过膜曝气方式使CO_2起到提供碳源和调节反硝化过程中pH值跃升的双重作用,克服了传统方法所带来的二次污染和运行成本增加的问题.通过调整H_2和CO_2压力能够实现对反应器出水pH值的较为稳定的控制,当CO_2压力分别为0.05MPa和0.08MPa 2个阶段时,在平均NO_3~--N和ClO_4~-进水浓度分别为20.73mg/L和10.57mg/L条件下,两阶段出水平均pH值分别为8.45和8.06,NO_3~--N和ClO_4~-去除率均大于95%;当第3阶段CO_2压力提升至0.12MPa时,平均出水pH值下降至6.93,此时NO_3~--N和ClO_4~-去除通量明显降低.而提供过量的CO_2会导致在偏酸性条件下甲烷化过程的产生,从而会导致其对H_2的负面消耗进而使目标污染物的还原速率下降.因此,合理控制CO_2压力使反应体系pH值维持在中性偏碱性条件下有利于NO_3~--N和ClO_4~-还原过程的高效进行.(本文来源于《中国环境科学》期刊2016年10期）
刘春,于长富,张静,陈晓轩,张磊[5]（2016）在《膜曝气-生物膜反应器生物强化处理阿特拉津废水运行性能》一文中研究指出在疏水SPG(shirasu porous glass)膜表面形成基因工程菌生物膜,构建SPG膜曝气-生物膜反应器(MABR)生物强化处理阿特拉津废水,考察MABR反应器稳定运行过程中污染物去除性能及其影响因素.结果表明,增大SPG膜孔径和曝气压力,能够提高曝气供氧能力,改善COD和阿特拉津生物强化去除效能.1.5μm疏水SPG膜在70 k Pa曝气压力下的最大供氧能力约为22.4 g·(m~2·d)~(-1).曝气压力为70 k Pa、水力停留时间(HRT)为1.5 h时,1.5μm膜MABR反应器COD平均去除率为80.1%,平均去除负荷为1.86 kg·(m~3·d)~(-1);阿特拉津平均去除率为62.5%,平均去除负荷为0.18 kg·(m~3·d)~(-1).进一步缩短HRT、增加进水负荷后,MABR反应器DO浓度显着下降,COD和阿特拉津去除效率大幅降低.DO浓度对阿特拉津去除的影响更为显着.随着MABR反应器的稳定运行,SPG膜表面单一基因工程菌生物膜逐渐演化为复杂微生物群落,但基因工程菌可以较好地存在于生物膜内,从而保持阿特拉津生物强化去除能力.(本文来源于《环境科学》期刊2016年08期）
于长富[6]（2016）在《膜曝气—生物膜反应器生物强化处理阿特拉津废水长期运行性能》一文中研究指出本研究利用含有降解-示踪功能质粒的阿特拉津降解基因工程菌,在疏水SPG(Shirasu porous glass)膜表面形成基因工程菌生物膜,构建SPG膜曝气-生物膜反应器(MABR)生物强化处理阿特拉津废水,在MABR反应器长期运行过程中,考察SPG膜孔径、气压和水力停留时间对MABR反应器中阿特拉津降解效率及COD、氨氮去除效果的影响,并检测基因工程菌生物膜微生物相的变化。研究结果表明,增大SPG膜孔径和曝气压力,能够提高曝气供氧能力,改善COD和阿特拉津生物强化去除效能。在相同条件下,SPG膜膜孔径为1.5μm的疏水膜MABR反应器对污染物的去除效果优于膜孔径为0.8μm和0.6μm的MABR反应器。1.5μm疏水SPG膜膜曝气的最大供氧能力约为22.4 g·(m~2·d)~(-1)。在曝气气压为70 KPa、水力停留时间(HRT)为1.5 h时,1.5μm膜孔径MABR反应器COD平均去除率为80.1%,平均去除负荷为1.86 kg·(m~3·d)~(-1);阿特拉津平均去除率为62.5%,平均去除负荷为0.18 kg·(m~3·d)~(-1)。进一步缩短HRT、增加进水负荷后,MABR反应器DO浓度显着下降,COD和阿特拉津去除效率大幅降低。DO浓度对阿特拉津去除的影响更为显着。在MABR反应器长期运行中,基因工程菌生物膜中会逐渐有其他球菌的出现,并且数量会逐渐增大;通过荧光原位杂交(FISH)技术检测生物膜样品中atzA基因的分布情况发现,其在MABR反应器长期的运行过程中相对丰度变化不大;基因工程菌的绿色荧光效应会随着反应器的持续运行降低;在SPG膜表面的生物膜中存在原生动物。SPG膜表面单一基因工程菌生物膜逐渐演化为复杂微生物群落,但基因工程菌可以较好的存在于生物膜内,进而保持阿特拉津生物强化去除能力。(本文来源于《河北科技大学》期刊2016-05-01）
曾庆楠[7]（2015）在《以膜曝气生物膜反应器为阴极的微生物燃料电池脱氮研究》一文中研究指出膜曝气生物膜反应器(MABR)是具有同步硝化反硝化特性的新型脱氮工艺,而微生物燃料电池(MFC)在处理污水的同时可以获得清洁的电能,针对MABR脱氮过程中的反硝化进程不易控制且效率不高的问题,本研究提出了一种以导电膜曝气生物膜反应器作为微生物燃料电池的阴极,其是将MABR和MFC结合的新型脱氮工艺,该工艺在将阳极室废水中的有机物质转化为电能的同时,通过外电路将电子送至阴极导电膜纤维,为阴极反硝化过程外供电子,以促进MABR的脱氮能力。本文基于MABR-MFC耦合系统,研究了耦合系统在启动阶段的脱氮除碳效果和产电性能,并比较了启动前后微生物群落变化。为实现优良的污水处理效果和产电性能,详细分析了氮负荷、碳氮比以及外电阻对该系统阴极室的处理效果和产电性能的影响,以确定该耦合系统运行的最佳操作参数,并在此基础上通过MFC的开路与闭路切换,研究阳极产生电子对阴极室处理效果的影响。研究表明,MABR-MFC耦合系统启动期耗时30天,稳定后输出电压为0.58±0.01 V,稳定运行下的内阻为1100±20 Ω,最大输出功率密度为0.0018 W/m2,相应的库伦效率为3.64%。MABR-MFC耦合系统稳定运行时,阴极室COD.NH3-N和TN去除率最高分别达到90.6%,80.8%和55.1%,获得了较好的处理效果和产电性能。MABR-MFC耦合系统启动完成后微生物种群丰富,通过对接种污泥以及启动完成后阳极和阴极生物膜的微生物群落结构进行高通量测序,一共检测到30个菌门,主要包括常见的光能自养菌Chorobi和Chloroflexi,以及Proteobacteria, Nitrospirae和Planctomycetes叁个涉及脱氮过程的菌门。与接种污泥相比,启动完成后系统内微生物菌种的数量、多样性、以及丰度基本呈上升趋势,该耦合系统启动完成后所包含的具有不同生物学特性的种群更多,系统稳定性更强。MABR-MFC耦合系统最佳运行参数为：进水氮负荷为0.16 g/(L·d),碳氮比为3：1,外电阻为1000Ω,此时COD去除率最高为95.2%,NH3-N去除率最高为94.8%,TN去除率最高为83.4%,最大的输出电压为0.71 V,相应的功率密度和库伦效率分别为0.055 W/m2和4.24%,具有最佳的处理效果和产电性能。通过切换闭路和开路,MABR-MFC耦合系统阴极室处理效果表明,异氧菌和硝化细菌在闭路和开路下都有较强活性,处理效果良好,但闭路MABR-MFC耦合系统阴极室脱氮性能更佳,阳极转移的电子对阴极反硝化反应有促进作用,参与N03-还原反应电子数量较多,相应促进了反硝化反应。(本文来源于《天津工业大学》期刊2015-12-01）
曾庆楠,吴云,张宏伟,张楠[8]（2016）在《膜材料对膜曝气生物膜反应器性能影响的比较》一文中研究指出选择聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)中空纤维曝气膜作为膜曝气生物膜反应器(MABR)的膜组件材料,比较两种膜材料由于亲疏水性能、表面形态、生物相容性等性质的差别,对MABR挂膜启动速度、生物附着量、脱氮除碳及膜污染等性能的影响。研究显示,运行末期PVDF和PP膜纤维生物附着量分别为35.62 g·m~(-2)和30.63 g·m~(-2)。通过场发射扫描电子显微镜观察两种膜表面生物污染情况,PVDF膜纤维表面呈鱼鳞状结构,有效保护了膜孔不被微生物完全堵塞。在90 d的运行周期内以PVDF为曝气膜材料的MABR获得了90%以上的COD去除率和78%的TN去除率;而以PP为曝气膜的MABR由于运行后期曝气膜纤维污染严重仅得到了76.5%的COD去除率和49.1%的TN去除率。因此,PVDF曝气纤维更适于作膜曝气生物膜反应器的曝气膜。(本文来源于《化工学报》期刊2016年04期）
林佳逸[9]（2015）在《PVDF膜曝气生物膜反应器废水脱氮性能研究》一文中研究指出传统生物脱氮技术存在工艺流程长,控制复杂,占地面积大等缺点。而膜曝气生物膜反应器(Membrane-aerated Biofilm Reactor,简称MABR)将微生物和膜技术相结合,凭借能耗低、效率高、占地少、污泥少等优点,逐渐成为污水处理的新工艺。以帘式聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF)膜作为膜曝气生物膜反应器MABR的膜组件,构建与传统同向传质空间结构正好相反的异向传质过程,实现同步硝化反硝化脱氮性能。实验考察了MABR在不同进水浓度下的去除效能,优化了运行条件,研究了MABR在不同碳氮比(C/N)废水处理的效果,探讨了MABR处理低C/N比废水的可行性,同时研究了生物膜在典型条件下的微生物多样性,以及处理不同C/N废水时的微生物变化。不同膜材料的生物附着性能表明,单位表面积(m2)PVDF裸膜可吸附TOC 0.71g,具有突出的微生物吸附性能。MABR系统处理氨氮浓度为30-120 mg/L的模拟废水结果表明,MABR具有较高的COD去除能力,进水COD浓度从300 mg/L提高至1200 mg/L, COD去除率稳定在85%以上。进水氨氮浓度较大影响了系统脱氮性能,当进水氨氮浓度不高于70 mg/L时,MABR系统具有良好的脱氮效果。进水氨氮浓度为70 mg/L时,MABR系统的脱氮能力最强,氨氮去除负荷达到55.67 kg/m3-d,总氮去除负荷达到52.87 kg/m3-d,均高于其他传统生物脱氮反应器。采用聚合酶链式反应的变性梯度凝胶电泳(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,简称PCR-DGGE)结果表明,因系统内好氧与厌氧环境共存的独特结构,典型条件下MABR系统微生物丰富。在MABR生物膜上存在硝化细菌、反硝化细菌、有机物去除菌和其他细菌(如脱硫细菌)。同时,缺氧或厌氧条件下亚硝化单胞菌群(Nitrosomonas sp.)和浮霉菌群(Planctomycetes sp.)为厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程的功能菌,系统脱氮可能存在厌氧氨氧化过程。MABR系统运行条件优化结果表明,系统优化HRT为24 h、优化曝气压力为0.025MPa、气源采用空气。优化运行条件下MABR系统的COD、NH4+-N和TN平均去除率分别达到92.21%、96.80%和83.75%。MABR系统具有良好的稳定性,抗冲击负荷性能强。MABR系统处理低C/N废水的结果表明,MABR系统在优化运行条件下可以有效处理C/N为5：1的废水,COD、NH4+-N及TN去除率分别为84.29%、96.07%、85.59%。MABR系统提供充足的电子供体给反硝化细菌,实现同步硝化反硝化脱氮,节约碳源。PCR-DGGE结果表明,在不同的C/N条件下,系统生物膜反硝化细菌与厌氧氨氧化细菌变化明显,所以进水C/N对于反硝化作用和ANAMMOX过程影响较大。(本文来源于《北京林业大学》期刊2015-04-01）
王荣昌,肖帆,赵建夫[10]（2015）在《生物膜厚度对膜曝气生物膜反应器硝化性能的影响》一文中研究指出在设定的膜内压力下(2 k Pa)启动并运行膜曝气生物膜反应器(MABR),对生物膜生长过程中的硝化性能及生物膜组成变化进行了分析。实验结果表明,在生物膜厚度增长到(293.3±5.8)μm的过程中,生物膜内的总氧通量先增加后减少,最高可达21.3 g O2?m?2?d?1,证实了生物膜的存在可增强MABR的氧传质能力。在生物膜厚度增长的过程中,氨氮表面去除负荷也是先增加后减少,最高可达4.91 g N?m?2?d?1,表明在MABR硝化过程中存在最佳的生物膜厚度,根据所研究最佳生物膜厚度为(119.0±3.0)μm,此时MABR具有最高的氧通量和氨氮表面去除负荷,硝化性能最好。生物膜内胞外聚合物(EPS)成分分析结果表明,随着生物膜厚度的增加,生物膜内层紧密型EPS的含量增加,导致氧传质阻力增加,这是生物膜内氧通量及氨氮去除负荷随生物膜厚度先增加后下降的内在原因。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊2015年01期）
炭膜曝气生物膜反应器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
膜曝气生物膜反应器(MABR)是一种新兴的处理高浓度有机污废水的生物膜技术,但由于污泥龄无限长导致该技术在除磷方面尤显不足。鸟粪石结晶技术作为一种化学结晶方法可以回收污水中的磷元素来弥补MABR本身的缺陷。本研究重点考察单独运行的膜曝气生物反应器(MABR)和鸟粪石结晶强化除磷联用膜曝气生物膜反应器(MAP-MABR)两者之间在不同运行参数条件下对牛粪厌氧发酵液中污染物的去除效能及生物群落的异同。通过对常规污水指标检测与生物群落构成的表征,揭示二者在高氨氮,COD以及磷酸盐负荷下污染物去除规律及生物群落的演替规律。为MABR反应器的广泛应用夯实基础。在鸟粪石结晶部分,利用MgCl_2·6H_2O为沉淀剂,NaOH为碱度调节剂对ADCMW中氮磷回收以及鸟粪石纯度进行优化。结果表明,在pH为8.0,Mg/P摩尔比为1.8时,磷酸盐有83%的去除,XRD显示此时鸟粪石的纯度最高。随着pH的逐渐增大,磷酸盐的回收可以达到97%以上,但沉淀物中出现CaCO_3以及Ca_3(PO_4)_2等杂质。而在Mg/P摩尔比方面,较低的比率会增加含钙沉淀物的出现,而更高的比率时会造成镁盐的浪费。考虑到磷酸盐的回收、鸟粪石的纯度、后期出水碱度是否适宜生物生长以及经济预算,确定pH为8.0,Mg/P摩尔比为1.8为前期鸟粪石强化处理回收营养物质的最佳参数。实验结果表明,在水力停留时间24h,曝气压力从0.01MP上升到0.04MP,循环流速从50r/min上升到180r/min的过程中,MABR反应器COD、TOC去除效果维持在80%以上,但氨氮,总氮的去除只能达到65%左右。浊度方面拥有良好的去除效果,可以达到85%以上。出水亚硝酸盐氮和硝酸盐氮浓度几乎检测不到。而MAP-MABR的去除效果基本都优于MABR反应器,氨氮、TOC、COD和总氮的去除效果都可以达到80%以上。硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的出水含量也几乎为零。浊度也有良好的改善,去除效果可达90%。磷酸盐去除率最高可以达到98%,出水磷酸盐含量只有1mg/L左右。由于生物量数量的庞大,种类的复杂的原因,在冲击试验中,两反应器皆保持良好的抗冲击能力,很快便恢复到原始的去除状态。整个运行周期内调节反应器内溶解氧的含量维持在0.5mg/L的状态,实现了对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘汰和氨氧化菌(AOB)的富集,从而实现了短程硝化反硝化(SND)。反应运行后期,在一个水力停留时间内,配置不含有机碳源的氨氮溶液对两反应器进行测试。发现硝酸盐氮一直保持在10mg/L以下,而亚硝酸盐氮发生积累,可高达80mg/L,亚硝化率最高达到89%。并且一个水力停留时间后,总氮减少大约70mg/L,认为反应器内存在厌氧氨氧化(ANAMMOX)及反硝化除磷的过程。生物表征方面,MAP-MABR中出现大量的鳞壳虫,意味着BOD负荷较低,为ANAMMOX提供了环境基础。MABR反应器内出现藻类,这代表较高的磷酸盐含量促使了藻类的繁殖。污泥胞外聚合物测试分析,MABR的设计具有良好的截留生物作用,两反应器胞外聚合物浓度都远远高于原始污泥,为污泥吸附和附着提供较好的环境。高通量数据显示,在门分类上,原始污泥,MAP-MABR以及MABR的种类相似,但数量发生变化。尤为明显的是绿弯菌门(Chloroflexi),放线菌门(Actinobacteria),变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes),两反应器相对于原始污泥都有着明显的增长。其中厚壁菌门和拟杆菌门具有非常强的降解复杂有机物、蛋白质和脂类的能力。绿弯菌门常存在于污泥菌胶团絮状体内部,并以絮体骨架的形式存在,这为生物膜的形成提供了骨架支撑。但Nitrospirae(硝化螺旋菌门)出现明显的下降,证明了亚硝酸盐氧化菌数量的骤减,为SND的实现提供了生物水平的支撑。在纲水平上,Clostridia(梭杆菌纲)有着明显的提升,这类菌具有反硝化除磷的功能,为磷酸盐的去向提供依据。而在属的水平上,Nitrospira(硝酸螺旋菌属)所占比例从1.13%降到了0.1%左右,而Nitrosomonas(亚硝化单胞菌属)的比例从0.1%上升到了0.5%以上。其次,Candidatus Brocadia是一种具有厌氧氨氧化功能的菌属,它的含量从0%上升到0.174%左右,意味着两反应器内均存在ANAMMOX作用,但由于含量较少并不起主导作用。而MAP-MABR反应器中的菌群种类在数量上是多于MABR的。这可能是因为前期鸟粪石结晶过程使污水中氮镁磷元素负荷发生降低从而能让生物更加适应当前环境实现快速增长。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
炭膜曝气生物膜反应器论文参考文献
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