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25m3/d地埋式生活污水处理装置

核心提示：25m3/d地埋式生活污水处理装置，只要您说污水处理水量、污水类型、出水标准就给您说出一个合适的设备参数，达到您的要求25m3/d地埋式生活污水处理装置　为进一步研究活性污泥δ15N值与脱氮细菌多样性及群落组成之间的关系，本文对脱氮效率分别为94.54%、74.47%和23%，活性污泥同位素水平为13.97‰、8.33‰和4.47‰的1#、2#和3#3个反应器中的细菌多样性及丰富度进行分析.　　由表 2可以看出，3个反应器的序列条数和OUT数差异较大，分别在30875~25188和20244~22341之间.Chao、Shannon、ACE指数表明各反应器中的物种丰富度，其中，Shannon指数反映了基于物种数量的群落种类多样性，其变化趋势与Chao和ACE指数的变化趋势一致.总体来看，活性污泥的多样性指数与活性污泥脱氮效率和δ15N值成反比，由此可见，活性污泥的脱氮能力和δ15N值对其多样性指数有明显影响，这部分影响可能与活性污泥中与脱氮作用相关的微生物有关.具体联系污水宝或参见://www.dowater更多相关技术文档。　　为验证上述结论，对3个反应器内活性污泥的16S rDNA在门分类层面上进行对比，结果如图 6所示.3种活性污泥样品共检测出12个菌门，其中，与脱氮过程相关的菌门包括Proteobacteria(图中C色块), Planctomycetes(图中B色块)和Nitrospirae(图中A色块)3个菌门.大多数反硝化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌属于Proteobacteria门(王春香等，2014)，厌氧氨氧化细菌属于Planctomycetes门(曹雁等，2017)，部分亚硝酸盐氧化细菌属于Nitrospirae门(林婷，2012).随着活性污泥δ15N值的下降，3个菌门的相对百分比均呈下降趋势.1#反应器的无机氮去除率为94.54%，δ15N为13.97‰，Proteobacteria门、Planctomycetes门和Nitrospirae门的相对百分比在3个反应器中最高，分别为31.12%、18.21%和0.57%，但其种群丰富度却低于另外两个反应器，这说明与脱氮相关的功能性菌群的富集使得其他竞争力较弱的菌群数量减少，群落丰富度低，但无机氮去除效率高.2#反应器中3个与脱氮相关的菌门所占的相对百分比分别为25.42%、15.17%和0.44%，略低于1#反应器，但种群丰富度却大于1#反应器.这解释了2#反应器无机氮去除效率(74.47%)和δ15N(8.33‰)低于1#反应器的内因，即与脱氮相关的功能性菌群比例下降，原本竞争力较弱的菌群种类增多，与功能性菌群争夺营养物质，导致2#反应器中污泥脱氮活性较1#反应器低.3#反应器中Proteobacteria门占12.83%、

Planctomycetes门8.44%、Nitrospirae门0.15%，在3个反应器中占比最低，因此其无机氮去除效率(23%)和δ15N(4.47‰)水平也最低，活性污泥脱氮活性的降低也导致了其他种类微生物增多，种群丰富度大幅上升.为获得式(6)的模型参数，本研究对西安市第五污水处理厂二级生物处理进出水进行了长期监测.二级处理过程进出水的无机氮(NH4-N、NO3-N和NO2-N)浓度(图 2).其中，TN的进出水浓度分别为(69.18±7.97) mg·L-1和(15.25±6.31) mg·L-1，NH4-N的进出水浓度分别为(40.68±4.96) mg·L-1和(12.63±8.15) mg·L-1，NO3-N和NO2-N的出水浓度分别为(1.07±0.98) mg·L-1和(0.08±0.1) mg·L-1，NO3-N和NO2-N的进水浓度极低，在图中未作表示.检测到的NO3-N和NO2-N浓度远低于NH4-N的去除量，这表明污水中的反硝化反应速率很快，属硝化作用限制因素.　　污泥的δ15N值与无机氮去除率的关系见图 3.其中，无机氮的去除效率为67.58%±22.83%，污泥的δ15N值为8.06±2.00.从图 3中可以看出污泥δ15N值与无机氮去除率具有极强的相关性(r=0.893，p<0.001).故利用本文3.1节建立的模型(式(6))，将图 3数据在Microsoft-Excel规划求解下利用非线性方法得出参数ε和δ15NM0的值，目标函数为计算得出的f与相应的实际观测值的方差，当方差达到最小值时，取得到参数ε和δ15NM0的值，计算结果为ε=-3.53‰，δ15NM0=3.55‰.已经有实验表明，在海洋环境下，浮游生物的δ15N值与NO3-N浓度之间的ε值介于-2.5‰到-5‰之间(Wada et al., 1980)，NO3-N中的δ15N值与NO2-N浓度之间的ε值介于-3‰到-9‰之间(Sigman et al., 2001).本文得到的ε值也处于上述范围之内，计算结果合理.　　3.3参数验证　　因为西安市第五污水厂生物池出水无机氮中95%为氨氮(硝化限制作用)，为验证3.2节所得参数在不同无机氮组成情况下的适用性，本文挑选了出水无机氮中高硝态氮含量(反硝化限制作用)和硝态氮与氨氮含量相当(氨化限制作用)的西安市第三、第四污水处理厂进行参数验证.　　西安市第三、第四污水处理厂生物池进出水水质特性如表 1所示.将测得的二沉池进水中活性污泥的δ15N、ε及δ15NM0带入式(6)进行无机氮去除效率的预测并与实际测得的无机氮去除率进行相关性分析，结果如图 4所示.其中，图 4a为西安市第三污水处理厂的预测结果与实际值的对比(r=0.857，p<0.001)，图 4b为西安市的四污水处理厂的预测结果与实际值的对比(r=0.886，p<0.001).该结果表明，上文所得模型对具有不同水处理限制因素的污水处理厂均适用.　　3.4 模型应用　　为进一步研究活性污泥脱氮效率模型在不同工况下的适用性，本研究设置了3种(1#、2#、3#)不同工况的反应器.调节运行参数，使3个反应器具有不同的脱氮效率.本文对这三个反应器进行了长期观测，测得3个反应器的实际去除效率分别为94.54%、74.47%和23%;活性污泥同位素水平为13.97‰、8.33‰和4.47‰.测定每个循环的进出水无机氮浓度、反应器中活性污泥的δ15N值、进水量Q以及模型参数，分别带入评价模型(式(7))，对无机氮的实际去除量与预测去除量进行相关性分析，如图 5所示.结果表明，1#(r=0.894，p<0.001)、2#(r=0.821，p<0.01)、3#(r=0.884，p<0.01)反应器均表现出显著相关，这说明该模型的使用不受工况限制，对于不同工况下的水处理系统，均可以用式(7)从微生物角度评价活性污泥的脱氮性能.氨化过程中，同位素富集不明显(Koba et al., 1998);在亚硝化作用、硝化作用和反硝化作用中，微生物优先利用质量较轻的14N(onodera et al., 2015)，硝化过程的千分富集因子高达29.4‰ ± 2.4‰，而含有较重同位素的分子被富集在液相的含氮化合物中;在活性污泥同化无机氮的过程中，活性污泥优先利用质量较轻的14N.尽管如此，当活性污泥的生长速率一定时，虽然活性污泥的同化作用存在着同位素分馏现象，但是活性污泥与污水中无机氮的氮同位素组成比例即分馏系数α为常数(Valero et al., 2007).故活性污泥的RM0和无机氮的RA0之比等于硝化过程中任意时刻活性污泥的RM和无机氮的RA之比，其中RM0与RA0对应，表示f=1时，活性污泥和水中无机氮的15N/14N值，RM与RA表示脱氮过程任意时刻活性污泥和无机氮的15N/14N值，即：

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