生物除磷颗粒污泥及反硝化聚磷试验研究

发布时间：2020-11-03 18:42

　　 氮磷是引起水体富营养化的主要污染因子。生物脱氮、除磷及同时脱氮除磷是去除水中氮磷污染的主要方法。本文对SBR中生物除磷颗粒污泥的形成、颗粒污泥稳定性、除磷特性，缺氧颗粒污泥的反硝化特性，生物除磷颗粒污泥向反硝化聚磷颗粒污泥的诱导过程和反硝化聚磷颗粒污泥的特性进行了系统的试验研究。主要研究成果如下： (1)接种污泥的形态和结构对生物除磷污泥颗粒化进程有着重要影响。当以无丝状菌的絮状污泥为接种污泥时，82天后反应器内污泥才完全颗粒化；而有丝状菌存在时，20天后即可实现污泥的完全颗粒化，丝状菌作为骨架加速了颗粒化的进程。形成的生物除磷颗粒污泥具有良好的物理化学特性和较高的除磷能力。污泥粒径1．0～2．0mm，沉速20～30m／h，含水率为94％，比重1．0439，钙、镁和铁的含量分别为11．4mg/gSS、3．21mg/gSS和0．17mg/gSS，SVI在50mL／g以下；最大比释磷速率(SRPR)和最大比吸磷速率(SUPR)分别为67．93mg/gVSS·h和60．08mg/gVSS·h，厌氧段SRPR与COD降解速率比值(Δρ_P／ΔCOD)为0．35～0．49，污泥中总磷含量(TP／SS)在5．6～7．8％。 (2)丝状菌的过度生长不仅导致颗粒污泥的沉降能力变差，而且除磷能力降低。当菌丝长度大于颗粒污泥直径的1．5倍时，部分颗粒污泥解体，SVI上升至112mL／g，出水SS在100mg/L以上，污泥流失，反应器内MLSS降低到2000mg/L左右，磷的去除率降低到60％以下，污泥最大SRPR为14．97mgP／gVSS·h，最大SUPR为10．95mg／gVSS·h，Δρ_P／ΔCOD为0．21，TP／SS为3．66％。对发生膨胀的颗粒污泥系统分别采用延长沉淀时间、延长沉淀时间与提高搅拌速度联合操作以及投加非膨胀生物除磷颗粒污泥3种策略均可以使系统恢复，但所需的恢复时间不同，分别为53天，26天和20天。 (3)以NaAc为碳源，NO_3~-为电子受体，在SBR中采用水力选择的方法形成的缺氧颗粒污泥粒径1．2～1．8mm，沉速25～60m／h，含水率93～96．7％，污泥中Ca的含量65～227mg／gSS，Ca含量与缺氧颗粒污泥反应器的运行状态相关。缺氧颗粒污泥具有较高的生物活性和较强的pH值适应性。最大反硝化速率(SDNR)可高达95．46mgNO_3~--N／gVSS·h，即使反应器内的pH值大于8．5，最大SDNR仍然可达到45．51mgNO_3~--N／gVSS·h。 (4)以SBR中成熟的生物除磷颗粒污泥为对象，在厌氧末端投加NO_3~-，成功诱导出反硝化聚磷颗粒污泥。随着诱导的进行反硝化聚磷能力逐渐增强，缺氧段起始NO_3~--N浓度由5mg/L提高到20mg/L，缺氧段吸磷量占全部吸磷量的份额由28％提高到80％，最大SUPR由13．6mg/gVSS·h提高到27．87mg/gVSS·h。该颗粒污泥具有良好的物理化学性质和较高的反硝化聚磷能力。粒径1．0～2．0mm，沉速29～51m／h，比重为1．0470，钙、镁和铁的含量分别为44．34mg/gSS、27mg/gSS和0．21mg/gSS，SVI在50mL／g以下。与生物除磷颗粒污泥相比，沉速提高0．16～1．04倍，比重上升0．0031，钙、镁和铁的含量分别提高2．9、7．4和0．24倍；颗粒污泥缺氧段最大SUPR为27．87mg/gVSS·h，最大SDNR为16．9mgNO_3~--N／gVSS·h，平均去除1g NO_3~--N可吸收1．4g P。颗粒污泥以PHB为碳源，硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体进行反硝化聚磷，最大反硝化速率分别为18．83mgNO_3~--N／gVSS·h和2．29mgNO_2~--N／gVSS·h，利用硝酸盐的反硝化能力较强。 (5)反硝化聚磷颗粒污泥可以以氧、NO_3~-和NO_2~-为电子受体进行反硝化聚磷。依据电子受体的不同，将PAOs分为3大类，第1类只能以氧为电子受体，第2类可以以NO_3~-和氧为电子受体，第3类可以以氧、NO_3~-和NO_2~-为电子受体。随着诱导的进行第2、3类微生物(即DANPAOs)的数量逐渐升高，诱导212天后DNPAOs占PAOs的数量由诱导前的14．9％提高到80．7％。 (6)反硝化聚磷颗粒污泥具有较高的NO_2~--N抑制浓度。当NO_2~--N大于4．69mg/L时开始产生抑制，当NO_2~--N大于20．81mg/L达到时DNPAOs被完全抑制。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2008
【中图分类】：X703
【部分图文】：

混合液回流1混合液回流2巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍巍颤箕艇艇{{{葬黝‘;…‘!啊…!!!·::::::::::::::丫:::::::::::::::::::::::::::缺氧池冬冬::::::::::::::::::::::::::::图LZ改良的UCT脱氮除磷工艺(2)A/O/A/OsBR((Ao)ZsBR)系统Lee等开发出一种(Ao)ZsBR型新工艺(图1.2)，可以充分利用DN’PAos来实现高效脱氮除磷的效果。在厌氧(l.sh)/好氧(l.sh)/缺氧(Zh)/好氧(lh)的交替运行条件下，(AO):SBR对于人工合成污水中COD、TN和磷的去除率分别达到了92%，88%和100%。同时估算出系统中DNPAOs约占PAOs总数的11%左右[25】。废水

反应器除磷能力的变化，并对该颗粒污泥的性质进行研究。2.3.1.1无丝状菌的接种污泥颗粒化SBRI中接种的絮状污泥中心颜色较深，周围颜色较浅，未观察到丝状菌(图2.2(a));接种后43天，反应器内出现颗粒污泥，边缘清晰，但结构较松散，颗粒污泥最大粒径为0.4mm(图2.2(b));82天后反应器内污泥颗粒化程度达到100%，粒径在o.SInln以上(图 2.2(c))。布翻(a)(b)(c)图2.2污泥形态变化(a)接种污泥(、100)何接种后43天(x40)(c)接种后82天(x40)污泥颗粒化过程中，采用缩短沉淀时间的策略使污泥中结构松散、难沉降的细小分散污泥大量洗出，达到水力选择的目的。图2.3为污泥颗粒化过程中，不同沉降时间下反应器出水55、SVI、MLSS、SRT、F从的变化。由图可见，当沉淀时间为55min时，出水55在15m留L以下

2.3.1.2有丝状菌的接种污泥颗粒化SBRZ中的接种污泥结构松散，边界不清晰，含有大量丝状菌，并有原生动物，如钟虫等(图2.4(a));接种后5天，反应器内仍然为絮状污泥，但是污泥中心颜色加深，周边颜色浅，结构较密实，且有大量细长的丝状菌向外延伸，在一大块的絮状污泥周围有许多小块的絮状污泥(图2.4(b));运行10天，反应器内污泥仍然以絮状为主，有少量颗粒污泥形成，部分边缘清晰，但形态不规则，颗粒污泥和絮状污泥周边仍然有大量粗短的丝状菌(图2.4(c));随着运行时间的延长，反应器颗粒污泥的数量逐渐增加;运行20天，污泥颗粒化程度接近100%，颗粒呈规则的球形或椭圆形，直径在0.Sllun以上
【引证文献】

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1 邹雷;质子化壳聚糖吸附除磷效能及热力学研究[D];大连海事大学;2012年

本文编号：2868955