內循環流態混合液中微生物的種群最佳化與強化適冷機制

《內循環流態混合液中微生物的種群最佳化與強化適冷機制》是依託東北師範大學，由朱遂一擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：內循環流態混合液中微生物的種群最佳化與強化適冷機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：朱遂一
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

我國北方污水處理廠冬季運行效率低，出水水質不穩定，大量超標有機物和氨氮排入受納水體，嚴重威脅著城市水系生態環境。因此，開發低溫生物強化技術來提高冬季生物處理系統的運行效率已成為當務之急。在微壓內循環生物反應器的前期研究中，已發現混合液處於內循環流態可以強化低溫下硝化效率和有機物的去除率。本項目在500m3/d微壓內循環污水處理中試裝置的基礎上，利用檢測冷適應基因表達的實時螢光定量PCR方法，準確獲取混合液或活性污泥中嗜冷或耐冷菌的相對豐度，並用來分析生物處理系統中低溫菌群的生物穩定性；通過研究中試裝置內菌群的時空演化規律，及其與適冷蛋白、基因表達的對應關係，結合特異胞內基質分析來獲得誘導適冷蛋白與基因的表達規律，解析低溫菌群的冷適應機制；由此研發低溫菌群調控的生物強化關鍵方法，提高低溫環境條件下廢水中的有機物去除效率和硝化效率，從而降低冬季污水生物處理的運行成本。

結題摘要

針對我國北方地區冬季污水生物處理效率低的現狀，本項目依託中試規模的微壓內循環生物反應器，開展內循環混合液中微生物的冷適應機制研究，提出了低溫污水生物處理穩定運行控制方法，逐漸由實驗室研究、中試驗證發展到工程套用，主要成果如下：（1）依託 500m3/d 城鎮污水處理中試，結合實驗室模型，利用數值模擬解析了微壓內循環生物反應器內流場分布和溶解氧分布特徵，獲得了調節曝氣量控制反應器內循環穩定流態的關鍵方法；（2）利用 PCR 技術研究了反應器內溶解氧與菌群分布的時空變化與回響關係，並根據污水廠水溫季節性變化特徵，解析了溫度脅迫下反應器內細菌的演化過程，闡明了低溫脫氮與有機物去除的生物穩定性機制；（3）開展超低水溫（＜5℃）條件下，微壓內循環反應器處理城鎮污水的實驗研究，獲得了城鎮污水低溫穩定脫氮與達標排放的調控方法；（4）依託上述技術，在吉林省長春市長德新區建立了 20000m3/d 的城鎮污水處理示範工程（已驗收），綜合節省能耗20%，出水穩定達標排放。