污泥水富集硝化菌添加强化污水处理系统硝化的试验研究

发布时间：2020-03-20 07:11

【摘要】： 城市污水处理厂污泥(初沉污泥和剩余污泥)处理过程中产生的污泥水(厌氧消化池上清液、浓缩池上清液、脱水滤液)含有高浓度氨氮,其水量仅为污水处理厂进水的1～2%,但氮负荷占进水总氮负荷的15～25%。本文调查了西安市邓家村污水处理厂产生的污泥水的水质特性和西安市三个污水处理厂的硝化菌种群结构,并对污泥水的单独处理、采用污泥水富集硝化菌的效果、富集硝化菌的微生态结构与动力学参数、硝化菌添加及原生动物捕食对污水处理系统硝化性能与微生物群落结构的影响等进行了系统的研究。主要结论如下: (1)污泥水具有高氨氮、高磷酸盐、低C/N比的特点。其中TKN浓度为494～946mg/L,TP浓度为72.1～124.8 mg/L,SCOD/TKN比值为0.25～0.84。 (2)污泥水单独处理时,氨氮平均去除率为99%,但是污泥水中的COD较难降解,脱氮效率较低,TCOD、SCOD和TN的平均去除率分别为66%、50%和29.9%。 (3)采用污泥水富集的硝化菌中,Nitrosomonas europaea/Nitrosococcusmobilis为氨氧化菌优势菌属,Nitrobacter为亚硝酸盐氧化菌优势菌属。氨氧化速率在10～40℃之间的温度修正系数τ_N为1.092,亚硝酸盐氧化速率在15～30℃之间的温度修正系数τ_N为1.061。氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌在20℃的基质半饱和常数K_N分别为1.60 mgNH_4~+-N/L、2.78 mgNO_2~--N/L。温度影响因子与氨氧化菌的基质半饱和常数与常规污水处理厂接近,但亚硝酸盐氧化菌的基质半饱和常数偏高。 (4)污泥水富集过程中,污泥龄越短、温度越低,硝化菌的表观产率系数越大,A/O比、水力负荷对其影响不明显。 (5)硝化菌添加到污水处理系统后,污泥的硝化活性逐渐增加,氨氧化速率比亚硝酸氧化速率增加量高,因此硝化菌添加后会出现一定程度的亚硝酸盐积累。此外,添加初期,污水处理系统中原生动物数量会增加;污泥沉降指数SVI也出现一定的增加,并与出水亚硝酸盐浓度正相关。 (6)生物添加能有效强化污水处理系统的硝化性能和群落结构。对模拟的城市污水处理系统进行硝化菌生物添加后,污泥中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量(前8天氨氧化菌增加约一个数量级,亚硝酸盐氧化菌增加近两个数量级)会迅速增加,但是氨氧化速率和亚硝酸盐氧化速率的增加相对缓慢。硝化菌的多样性增加,群落结构与添加的硝化菌群落结构逐渐接近,氨氧化菌的优势菌属在添加前后均为Nitrosomonas europaea/Nitrosococcus mobilis lineage,而亚硝酸盐氧化菌由添加前的Nitrospira转变Nitrobacter,结构相关系数由添加前的0.13增加至添加结束时的0.93。 (7)原生动物捕食对硝化菌中慢速生长型的K-strategist影响较大,对快速生长型的r-strategist影响较小。经原生动物抑制的反应器中K-strategist(Nitrosospira与Nitrospira)数量与硝化菌种类多于原生动物未加以抑制的反应器,而r-strategist(Nitrosomonas europaea与Nitrobacter)数量与种类无明显差别,因此原生动物捕食对硝化性能无明显影响。 (8)具有生物脱氮功能的城市污水处理厂污泥中硝化菌种类繁多,生物多样性丰富。所调查的三个污水处理厂(邓家村污水处理厂、北石桥污水处理厂和第三污水处理厂)污泥中,氨氧化菌均以Nitrosomonas europaea/nitrosococcus mobilislineage为主,同时存在Nitrososipra;亚硝酸氧化菌主要为Nitrospira和Nitrobacter,优势菌属为Nitrospira,同时存在少量的Nitrococcus,而Nitrospina很少检测到。 总之,采用污泥水富集硝化菌并添加强化污水处理系统硝化可以在处理污泥水的同时有效强化污水处理系统的硝化性能和微生物群落结构。
【图文】：

漩漩八 八 八 {{{羹 羹 羹羹 羹洋 洋 洋洋 洋敏 敏 敏敏 敏橇 橇 橇橇 橇图2.1实验装置示意图实验装置系统见图2.1。反应器材料为有机玻璃，，内径20cm，高45cm，有效

23.2.1污染物的去除(l)COD整个试验过程中，反应器进出水COD浓度的历时变化见图2.2。由图可见，由于试验采用的进水为实际污泥水，所以进水的COD(尤其是进水TCOD)浓度变化很大，TCoD在288mg/L至1949mg/L之间，多数数据处于500一1000mg/L之间，SCOD大约在400m叭左右。这是由于邓家村污水处理厂的厌氧消化池为常温消化，而且进料的剩余污泥受污水处理厂进水水质及污水处理工艺中生化池的温度影响等，使得消化池产生的污泥水水质波动较大。而出水中TCOD值大约在300m留L左右
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703

【引证文献】

相关期刊论文 前4条

1 万琼;裴丽影;彭党聪;;A~2/O系统生物添加强化硝化研究[J];水处理技术;2013年09期

2 罗小溪;高建忠;陈再忠;;硝化细菌富集培养及应用研究进展[J];水产科技情报;2013年06期

3 马宏瑞;黄金菁;张汉良;许安桐;;毛皮生产废水脱氮工艺参数研究[J];中国皮革;2012年07期

4 房平;邵瑞华;彭党聪;;ASM1模型在污水生物添加强化脱氮的仿真研究[J];系统仿真学报;2013年06期

相关博士学位论文 前1条

1 万琼;城市污水厂污泥水处理及生物添加强化脱氮中试研究[D];西安建筑科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前6条

1 邵军峰;城市污水脱氮除磷及污泥水强化生物脱氮试验研究[D];西安建筑科技大学;2011年

2 王兴斌;铝盐混凝剂投加对活性污泥性质的影响研究[D];西安建筑科技大学;2010年

3 黄金菁;毛皮生产废水脱氮工艺参数研究及工程实施[D];陕西科技大学;2012年

4 孙金凤;硝化菌的筛选与扩增培养技术研究[D];上海师范大学;2012年

5 尹博涵;城市污水厂污泥水富集硝化菌强化生物硝化效果试验研究[D];西安建筑科技大学;2012年

6 刘文博;不同城市污水处理工艺中非二氧化碳温室气体的产生与释放[D];西安建筑科技大学;2013年

本文编号：2591442