《原位剩餘污泥減量的多孔載體生物膜時空演化規律研究》是依託東北師範大學，由林山杉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原位剩餘污泥減量的多孔載體生物膜時空演化規律研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：林山杉
- 依託單位：東北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
剩餘污泥中含有各類污染物質及治病微生物，如不進行有效的處理直接排放到環境中，將對空氣、地表水、土壤和地下水造成嚴重污染。原位剩餘污泥減量，即在污水生物處理過程中，降低剩餘微生物的淨增長速率。以剩餘污泥原位降解的污水處理工藝核心-多孔載體CSGA表面生物膜和孔隙內膜為研究對象，對表達其物化、生物特性指標（厚度，pH，胞外多聚物；生物相，微生物多樣性，優勢種群，生物量，生物活性）以及水質指標，在反應器運行的不同時間、不同部位進行原位實時檢測；並根據檢測結果構建相關的數學模型，實施統計學計算與相關性分析，以闡明生物膜形成、動態平衡、衰亡脫落及分解機制，確立載體生物膜功能性指標及其與環境因素的相互關係，揭示該工藝原位剩餘污泥減量機理。本項目的研究將為解析固著式載體生物膜上不同類型微生物的相互作用及其與剩餘污泥原位減量的相關性，推導工藝設計參數理論計算公式，原有工藝改進及新型工藝開發，奠定理論基礎.
結題摘要
剩餘污泥中含有各類污染物質及治病微生物，如不進行有效的處理直接排放到環境中，將對空氣、地表水、土壤和地下水造成嚴重污染。原位剩餘污泥減量，即從源頭上減少剩餘污泥的產量，成為新型污水生物處理工藝追逐的目標。以剩餘污泥原位減量的污水處理工藝核心—多孔載體CSGA表面生物膜和孔隙內泥為研究對象，對表達其物化、生物特性指標以及水質指標，隨時間、空間變化進行實時檢測。根據檢測結果用克里格法構建數學模型，用回歸支持向量機（SVR）構建載體生物膜由形成-分解全過程的數學模型，通過冗餘分析（RDA）確立載體生物膜功能性指標及其與環境因素的相互關係，最終揭示該工藝原位剩餘污泥減量機理。結果表明，CSGA載體反應器的剩餘污泥量是對照組（無載體）的剩餘污泥量的1/10，系統污泥真實產率 0.054gSSD/gCOD，污泥表觀產率為0.045～0.052 gSS/gCOD之間，真實產率與表觀產率基本吻合，說明多孔載體穩定運行期，活性污泥生長代謝良好，剩餘污泥原位減量的效果明顯。CSGA載體生物膜厚度橫向沿水流方向逐漸增大，縱向隨著高度的增高厚度減小，生物膜厚度控制在27-28.5μm時有利於反應裝置對水中各類有機物去除。載體反應器中，原位檢測出54種細菌，其中，載體外部的慢速生長細菌-球衣菌，黃桿菌(Flavobacterium)、芽單胞桿菌(Gemmatimonas)、絲硫細菌(Thiothrix)和鞘氨醇單胞菌（Sphingopyxis）數量與MLSS呈負相關，載體孔隙污泥中，球衣菌、黃桿菌(Flavobacterium)、芽單胞桿菌(Gemmatimonas)和絲硫細菌(Thiothrix)與MLSS呈負相關。微型動物中紅斑瓢體蟲與MLSS呈負相關。COD、DO、TN、TP、MLSS這5個環境因子共解釋了74.5%的載體孔隙內泥功能細菌數量變化信息和80.7%的載體外部功能細菌數量的變化信息。培養成熟期，多孔載體系統中微型動物密度約達 1200 個/ml，較對照系統約多750 個/ml，代表性微型動物多樣性指數，下層明顯高於上層。細菌間拮抗、生物溶胞、共代謝作用及微型動物捕食是原位剩餘污泥減量機理。本項目的研究結果將為解析固著式載體生物膜上不同類型微生物的相互作用及其與污染質的關係，原有工藝改進及新型工藝開發，奠定理論基礎。
