厌氧释磷上清液侧流化学磷回收对主流生物除磷系统的影响研究

发布时间：2020-05-16 22:16

【摘要】：理论上分析,以侧流方式将主流生物处理系统的厌氧段释磷上清液引至化学反应沉淀池,并以不溶性磷酸盐的形式进行磷回收,具有可回收磷量大、可减轻好氧段磷负荷、提高后续生物处理中的COD/P比的优点。然而,目前对于这种厌氧释磷上清液侧流化学磷回收处理可能会给主流生物处理带来何种影响,尚无定论,仍需要对其进行深入研究。本文采用不同模拟废水对实验室规模的厌氧-好氧交替运行的SBR和连续流除磷系统进行厌氧释磷上清液侧流化学磷回收实验,考察了侧流化学磷回收给生物除磷系统带来的影响,并对其中的原因进行解析;分析了厌氧释磷上清液侧流化学磷回收在生物处理系统中的应用条件,并对其运行情况进行讨论。本研究丰富了对生物除磷机理的认识,为厌氧释磷上清液侧流化学磷回收工艺的开发提供了指导作用。论文获得的主要研究结果如下:1.SBR系统中对厌氧释磷上清液实施侧流化学磷回收的频率为每3周期进行1次,按照铁盐和磷酸盐(Fe:P)物质的量比1.4:1投加铁盐,275 r/min下快速搅拌30 s,60 r/min下反应时间18 min,沉淀20 min的混凝沉淀条件下可实现97%以上的化学磷沉淀效率,并取得较低的残余铁浓度,最大程度降低絮凝剂对后续生物处理过程的可能危害。2.SBR系统中的厌氧释磷上清液侧流化学磷回收可以实现至少31%的进水磷量的回收;同时有效去除有机物,COD去除率为85.70±3.15%,改善SBR系统的污泥沉降性能,降低污泥含磷率;但其对SBR系统中磷酸盐的去除具有时间效应,短期内促使除磷率由95.26%提高至97.22%,长期运行会对生物除磷产生抑制。连续流中的厌氧释磷上清液侧流化学磷回收可以实现至少34.26%的进水磷量的回收,对COD的去除率为83.06±2.24%;除磷率由93.81%提高至96.14%;但污泥沉降性能变差,侧流停止后的系统除磷性能恶化。生物处理系统中的厌氧释磷上清液侧流化学磷回收需要设置合理的侧流比例以兼顾化学磷回收与生物除磷性能的稳定。3.厌氧释磷上清液侧流化学磷回收对生物除磷系统的影响主要是由于降低了污泥胞内聚磷颗粒的含量,导致系统中糖原消耗和PHV的合成量增加,化学计量参数中Prelease/HAcuptake由0.39 mol-P mol-C-1降至0.1 mol-P mol-C-1,Glycogendegraded/HAcuptake由0.39 mol-C mol-C-1增至1.22 mol-C mol-C-1,PHV/PHA由6%增至22%,聚磷菌代谢模式转向聚糖菌代谢模式;系统中PAOs降至不足1%,GAOs迅速增殖到20%左右,取得对碳源的竞争优势;系统的群落结构及其多样性发生显著性的变化,β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的比重先增加后降低,α-Proteobacteria的比重增加。4.要在生物处理系统中持久性进行厌氧释磷上清液侧流化学磷回收,需要满足下列三个前提:首先,生物处理系统自身的除磷性能要稳定;其次,要保证合理的侧流比例;再者,间歇实施化学磷回收。对满足条件的生物除磷系统进行侧流比为40%的厌氧释磷上清液侧流化学磷回收的实验结果表明:系统的生物除磷性能得到强化,除磷率稳定在96%以上,并可实现46.7%的进水磷源的回收;污泥活性降低,胞外聚合物组分的变化引起污泥沉降性能变化,SVI值先降低后增加;系统的群落结构发生改变,PAOs的数量降低但活性增强,在停止侧流磷回收的恢复期里PAOs可以在竞争中取得优势地位并迅速增殖。
【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】：2015
【分类号】：X703

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