短带鞘藻—活性污泥共生体系的构建及其脱氮除磷效果评价

发布时间：2019-05-30 22:48

【摘要】：为控制水体的富营养化趋势,我国提高了城镇污水排放标准。为保证出水中氮磷达到一级A排放标准,有必要研发脱氮除磷新工艺。藻类是一种易于吸收氮磷的水生植物,在与细菌组成藻菌共生体系后,体系中的藻菌利用氮磷等营养物质合成自身细胞结构,达到去除污水中氮磷的效果。因此,选取适宜的藻类和菌类构建高效的藻菌共生体系,在提高脱氮除磷的效率的同时可降低能耗和回收生物资源,是一种具有应用前景的水处理新技术。本论文采用某城镇污水处理厂二沉池中的优势藻种短带鞘藻(Oedogonium brevicingulatum)和活性污泥,构建了高效藻菌共生体系并评价了其脱氮除磷效果,分析了该体系脱氮除磷的过程;在此基础上,考察了水质条件对该体系脱氮除磷效果的影响;以实际城镇污水为例,评价了该体系对污水的处理效果。论文获得了以下主要结论:(1)短带鞘藻-活性污泥共生体系脱氮除磷的效率高于单藻和单菌(活性污泥)体系,最佳藻菌生物量比(简称藻菌比)为1:1。在最佳藻菌比条件下,氨氮(NH4+-N)和正磷酸盐(PO43--P)的去除率在第6 d分别为99.0%和97.0%。对该体系的脱氮除磷过程进行分析可知,藻菌共生体系在培养前3 d活性污泥中的细菌迅速生长繁殖(活性污泥的生物量从0.09 g/L上升至0.23 g/L),而后细菌数目开始减少(第6 d活性污泥的生物量减少至0.19 g/L),但此时藻类开始迅速生长(从初始0.09 g/L上升至第6 d的0.20 g/L),从而保证了共生体系在整个培养过程中具有较高的脱氮除磷效率。培养至第6 d时,通过生物同化吸收的氮和磷分别占去除的NH4+-N和PO43--P的80.7%和57.0%,表明藻菌共生体系脱氮除磷的主要机制是生物吸收。体系中溶解氧(DO)浓度与NH4+-N去除量、PO43--P的去除量、NO3--N的产生量以及体系的RAS值均呈良好的线性正相关,对其进行Pearson相关性分析可知R值分别为0.88、0.82、0.97和0.88,表明DO对于共生体系在脱氮除磷的过程中起到重要的作用。该藻菌共生体系的沉降性能优于单藻和单菌体系,在沉降6 min后沉降比稳定为22%,在沉降30 min后悬浮液浊度为4 NTU。(2)实验条件下,短带鞘藻-活性污泥共生脱氮除磷的效率受水质条件中污水碳氮比(C/N)和水温的影响较大,受p H值影响较小。污水中的有毒污染物,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的影响明显大于重金属镉(Cd2+)。培养至第6 d,当C/N比值从2.5上升至25时,体系对NH4+-N和PO43--P的去除率分别从27.5%和19.9%上升至99.5%和98.7%;水温从5oC上升至25oC时,NH4+-N和PO43--P的去除率分别从31.6%和57.9%上升至99.0%和97.0%;污水的p H值为6~8时,体系对NH4+-N和PO43--P的去除率保持在95.7%~99.3%和96.9%~99.6%。污水中Cd2+浓度从0 mg/L上升至3 mg/L时,体系对NH4+-N和PO43--P的去除率分别从99.0%和97.0%变为98.5%和97.6%;而当污水中的CTAC从0 mg/L上升至3 mg/L,体系对NH4+-N和PO43--P的去除率分别从99.0%和97.0%下降至65.0%和61.9%。(3)采用短带鞘藻-活性污泥体系共生体系分别处理某城镇污水处理厂的进水、氧化沟出水和二沉池出水,6 d后,对进水中NH4+-N、TN、TP和COD的去除率分别为98.2%、83.1%、98.1%和92.5%,对氧化沟出水中中的NH4+-N、TN、TP和COD的去除率分别为92.8%、74.1%、99.3%和76.4%,对二沉池出水中NH4+-N、TN、TP和COD的去除率分别为66.8%、34.3%、98.8%和47.4%,在处理过程中p H值保持在6.15~7.04,上述指标均可达到城镇污水一级A排放标准(GB18918-2002)。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【参考文献】