《重金屬脅迫下的好氧顆粒污泥微生物特性及其脫氮機理》是依託河海大學，由鄭曉英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：重金屬脅迫下的好氧顆粒污泥微生物特性及其脫氮機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭曉英
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對現有污水中重金屬頻繁出現進而影響污泥穩定性及微生物活性等問題，以基於重金屬脅迫的好氧顆粒污泥脫氮機理為目標，從微生物發展變化規律入手，採用動態和靜態試驗並緊密結合分子生物學方法，研究不同濃度Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)條件下，Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)對好氧顆粒污泥基本特性的影響機制；深入探討好氧顆粒污泥微生物活性與群落組成的發展變化規律，揭示重金屬對好氧顆粒污泥微生物的脅迫機理；進一步分析好氧顆粒污泥的脫氮過程、不同脫氮途徑及其相關動力學參數，建立基於重金屬脅迫的好氧顆粒污泥脫氮原理。整合以上研究成果，形成重金屬脅迫下的好氧顆粒污泥脫氮機制與脫氮微生物的回響合關係，提出好氧顆粒污泥脫氮的調控措施與最佳化方法，為好氧顆粒污泥技術的廣泛套用提供科學依據。
結題摘要
重金屬可通過飲水和食物鏈的積累在生物體內富集，進而影響生物體正常的生理代謝活動。由於越來越多的污水處理廠傾向將工業廢水和生活污水結合處理，污水處理廠進水中長期含有低濃度重金屬的可能性和短期含有高濃度重金屬的風險均逐漸增加。 本研究選擇Zn(II)、Cr(VI)兩種典型重金屬，從微生物發展變化規律入手，探討重金屬對其基本性質的影響機理，研究不同重金屬條件下的微生物活性與群落特徵，建立重金屬脅迫下的好氧顆粒污泥脫氮途徑與脫氮微生物的回響機制。通過本項目研究，為好氧顆粒污泥工藝推廣套用提供了科學的理論依據。本研究發表學術論文11篇，其中SCI檢索4篇（含已錄1篇）、核心期刊6篇；培養碩士研究生6人，已畢業4人，主要研究成果如下： 在10和15mg/L Zn(II)長期作用下污泥SVI逐漸升高，COD和NH4+-N的去除率均呈下降趨勢，且後者下降更快。10 mg/L以上Zn(II)會對好氧顆粒污泥氮利用速率產生明顯抑制作用，抑制程度由大到小依次為比氨氧氧化速率、亞硝酸鹽化速率和比反硝化速率。20 mg/L Zn(II)衝擊10天后，對硝化速率的抑制幅度達到25.3%。擬桿菌、螺桿菌屬、黃桿菌屬、菌膠團、原核生物、β變形菌成為優勢菌種。 在1,3,5,10 mg/L Cr(VI)長期作用下好氧顆粒污泥COD去除率能保持在90%以上，而TN和NH4+-N去除率則逐漸下降。10 mg/L Cr(VI)會使顆粒污泥的結構由橢圓型變成扁平狀。 此時好氧顆粒污泥脫氮途徑主要為自養硝化、異養反硝化和同步硝化反硝化。食酸菌屬、黃桿菌屬、土壤細菌、亞硝化螺菌屬、原核細胞型微生物、β變形菌、假單胞菌是優勢菌種，且脫氮細菌數量約為總細菌數量的三分之一。25, 50 mg/L Cr(VI)衝擊10天后，對硝化速率的抑制幅度分別為58.04%、75.62%，25 mg/L的Cr(VI)會破壞顆粒污泥的結構。螺桿菌屬、菌膠團、β變形菌、能氧化亞硝酸鹽的貝塔變形菌是Cr(VI)短期作用下的優勢菌種。 1mg/L Cr(VI)和3,5 mg/L Zn(II)會使好氧顆粒污泥影響較小，而在其餘濃度重金屬作用下好氧顆粒污泥顆粒的粒徑減小，沉降性能變差，Fe和Ca含量均明顯下降；PS分泌量大幅增加，PN增幅較小，PS/PN增大；總細菌數量大幅降低，脫氮功能菌中，反硝化菌所占比例最高，其次分別為AOB和NOB。
