SBR同步除磷脱氮工艺与DPB生化特性研究

发布时间：2020-03-20 04:42

【摘要】：近年来,虽然我国城市污水处理率有较大的提高,但是由氮和磷引起的缓流水体富营养化问题仍日益严重,这就需要严格控制污水处理厂氮和磷的排放,提高氮、磷的排放标准。因此在污水处理工艺中应用新的脱氮除磷技术、运用有效的运行控制技术,实现其稳定、高效、低耗的运行尤其重要。SBR工艺因其工艺简单、运行灵活、抗冲击负荷能力强、可控性好、不易出现污泥膨胀等优点成为目前中小城镇污水处理的首选工艺。我国有30%-40%日处理量不超过5×104m3的城镇污水采用了SBR法。 本研究阐明了反硝化除磷的新理论,确定了用于反硝化除磷SBR工艺的最优运行方式。在此理念的指导下,建立了SBR短程硝化系统、以亚硝氮为电子受体的反硝化除磷系统,在A/O/A/O-SBR工艺系统中实现了反硝化脱氮除磷,并且采用传统微生物学分析和分子生物学手段相结合,对系统中反硝化聚磷菌(DPB)进行了种类和特性的深入研究。 研究了短程硝化实现途径。通过低氧连续曝气的方式可成功建立SBR短程硝化系统,采用调整氨氮浓度和排泥量的方式实现了稳定运行。深入研究分析了DO浓度、pH值、温度这三个因子对短程硝化的影响。研究表明,DO浓度是影响短程硝化的关键因素,在连续曝气的条件下,DO浓度为0.5-0.7mg/L时,氨氮去除率达到92%、亚硝氮积累率达到93%。将系统内的温度维持在18℃以上,可以维持短程硝化系统的稳定运行。在中温23～28℃条件下,pH值为7.1～8.3时,亚硝酸菌的活性强,硝酸菌的活性受到抑制,氨氮去除率达99.7%,亚硝氮积累率达99%,出水效果稳定。 通过分阶段培养驯化的方式建立了以亚硝氮为电子受体的SBR反硝化除磷系统,验证了缺氧条件下亚硝氮可以作为DPB除磷的电子受体,比较了亚硝氮为电子受体和硝氮为电子受体脱氮除磷的效率。研究了亚硝酸盐浓度、进水COD浓度、pH值、温度四个主要影响因素对反硝化除磷效果的影响,确定了不同水质条件下最优的控制参数。试验表明,亚硝酸盐浓度是影响反硝化除磷系统缺氧吸磷的重要因子,亚硝酸盐浓度过高会抑制DPB吸磷,将亚硝酸盐浓度控制在30mg/L以内,反硝化吸磷效果较好,系统出水TP浓度为1.02mg/L。进水COD浓度对厌氧释磷有很大影响,进而影响反硝化吸磷效果,本系统中最佳进水COD浓度为220mg/L。pH值为7.5～8.0时有利于DPB厌氧释磷。温度对除磷的效果影响不显著,温度在10℃-30℃时,系统能够较好地去除水中的磷酸盐,温度维持在20℃左右除磷效果最好,TP去除率达到87%。在相同的基质条件下,以硝氮为电子受体的除磷效果好于以亚硝氮为电子受体的系统。亚硝化反硝化除磷工艺更适于处理低C/N和低P/N的废水。 优化了SBR脱氮除磷工艺的稳定运行方式,通过厌氧/好氧、厌氧/好氧/缺氧、厌氧/好氧/缺氧/好氧三阶段的递进运行,确定了系统一个周期最佳水力停留时间为：进水5min,厌氧2h,好氧1.5h,缺氧1.5h,好氧0.5h,沉淀1h,排水闲置1.5h。系统稳定后,出水COD、TN、TP浓度分别为28.35mg/L、4.05mg/L、0.37mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。 探索了pH值、碳源、温度、进水COD浓度四个因子对A/O/A/O-SBR反硝化脱氮除磷效果的影响,优化了系统稳定运行的控制参数。研究表明,pH值为7.5时,系统的除磷脱氮效果最好,COD、TN、TP去除率分别达到71%、88%、90%,pH值为8.5时,除磷效率降低。最适碳源是乙酸钠,此时COD、TN和TP的去除率分别达到90%、88%、95%,葡萄糖及含有葡萄糖的组合碳源作为有机碳源时,处理效果不理想。最适温度为25℃,COD去除率达到90%、TN去除率为89%、TP去除率达到95%。温度达到30℃时,缺氧段发生厌氧释磷现象,TP的去除效果下降。要取得较高的脱氮除磷效率,应该保证进水COD浓度在200mg/L以上。 选用聚磷菌专用培养基筛选分离DPB,经过生理生化试验、吸磷释磷和硝酸盐还原产气试验,通过16S rDNA序列扩增、测序、比对,得到DPB分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)和戴尔福特菌属(Delftia),其中戴尔福特菌属作为反硝化聚磷菌的研究尚未见报导。
【图文】：

有效容积9.5L。沿反应器壁每隔lOcm设1个取样口。反应器底部设排泥管。反应器示意及装置图见图2.1、2.2。W漏V J fcW --WglB柋V】-反应器：2-搅拌器；3-水箱；4-进水闽；5-进水口； 6-排水口； 7-排水阀；8-空压机；9-流量计；10-曝气头；11-取样口； 12-排泥管图2.1反应器示意图 图2.2反应器装置图Fig.2.1 The schematic diagram of the installation Fig.2.2 The picture of the installation试验使用活性污泥取自沈阳市北部污水处理厂A20工艺二沉池的回流污泥。?23 -

本试验研究建立了序批式进水的A/O/A/O-SBR生物除磷脱氮系统，并以传统的SBR反应器为依托，，建立短程摘化系统和以亚硝氮为电子受体的反稍化除磷系统。主要研究传统SBR反应器中短程确化的实现和系统稳定运行的关键条件，考察DO浓度、pH值、温度等对短程摘化系统的影响。研究以亚销氮为电子受体的反x夯�除磷特性和pH值、温度、进水COD浓度等对反稍化除磷效果的影响。研究SBR反应器在缺氧、好氧、厌氧、好氧的运行条件下快速启动并稳定运行的影响因素。分析反销化聚a惥�的生物特性�

本文编号：2591264