低强度超声波强化A2/O工艺处理效果与其作用机制的研究

admin · 发表于 2022-9-16 18:10:38

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雅宝题库解析：
随着环境污染和水体富营养化题目的尖锐化，我国制定了更加严格的氮磷排放标准，目前广泛应用的污水处理工艺——厌氧-缺氧-好氧法脱氮除磷工艺（A2/O工艺）的脱氮除磷能力亟需强化。许多生物学方面的研究表明，低强度超声波可以有效提高酶的活性，增加细胞透性，促进细胞的生长与生物合成，因此本论文提出将低强度超声波应用于A2/O工艺，在昆明某污水处理厂开展现场试验研究，并从蛋白质水平探讨了超声强化反硝化机制。首先通过摇瓶实验检验本人所在的课题组前期优选出的超声参数对该厂的适用性，并根据实际情况，采用正交实验的方法重新优选超声参数。在该厂现场建立了与其实际运行工况一致的小试规模的A2/O生物反应系统和超声波生物活化设备。在小试规模A2/O生物反应系统基础上，设计了中试规模A2/O生物反应系统。为进一步提高超声波的强化效果，采用蛋白质组学的方法探讨了超声波的作用机制。研究取得的主要成果如下：确定了适宜的超声参数。摇瓶实验结果表明前期实验室优选出的超声参数对该厂的强化效果不明显。经0.2W/cm2的超声波辐照处理10min后，超声波仅能将TN和TP去除率提高3.41%和2.55%左右。因此采用正交实验对超声波强化生物反硝化和除磷的工艺参数进行了优化。确定了对于该厂的A2/O工艺超声波强化生物反硝化和除磷的适宜超声参数为超声强度0.3W/cm2，超声时间10min。在最佳超声条件下，超声组比对照组的TN去除率提高了20.8%，超声出水TP在对照基础上降低了14.1%，超声效果显著。在昆明市某污水处理厂现场建立了小试规模A2/O生物反应系统，研究了超声波强化A2/O生物反应器处理效果的运行方式，针对该厂的工艺类型，建立了连续超声处理的工艺。在小试基础上，设计了中试规模的连续超声处理强化A2/O水处理系统。采用蛋白质组学的方法探索了低强度超声波对反硝化菌的强化机制。从活性污泥中分离出反硝化菌，采用0.2W/cm2的超声波辐照处理10min，摇床培养10.5h后，提取反硝化菌中的总蛋白质，进行蛋白质组学分析。双向电泳结果显示，超声辐照处理组和对照组间有29个2倍差异蛋白质点，和对照组相比，超声辐照处理组有16个蛋白点量上调，11个蛋白点量下调，出现了2个对照组中没有的蛋白点量。推测可能是超声波的刺激增加了反硝化菌相关代谢过程关键酶的量或者减少了细胞膜通透性相关酶的量。

低强度超声波强化A2/O工艺处理效果与其作用机制的研究

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