廢水厭氧生物除磷技術(shù)的基礎(chǔ)研究.pdf

1、我國的水體富營養(yǎng)化問題日益嚴(yán)重，磷元素是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，控制磷排放已成為解決水體富營養(yǎng)化問題的重要途徑。近十多年來，厭氧生物工藝在有機(jī)廢水處理上得到廣泛應(yīng)用，其中上流式厭氧污泥床(UpflowAnaerobic Sludge Blanket，簡(jiǎn)稱UASB)已成為厭氧生物工藝的杰出代表而倍受人們青睞。但是，人們對(duì)厭氧生物工藝的關(guān)注，焦點(diǎn)集中在除碳功能上，對(duì)其除磷功能，則迄今未見系統(tǒng)的研究報(bào)道。本課題選用UASB反應(yīng)器作為工

2、作平臺(tái)，深入系統(tǒng)地探索了厭氧生物工藝的除磷性能，獲得了以下結(jié)果： 厭氧生物反應(yīng)器具有良好的除磷效能。在水力停留時(shí)間(Hydrulic RetentionTime，簡(jiǎn)稱HRT)為24h、進(jìn)水COD和磷酸鹽濃度分別為5000～10000mg/L和5～30mgP/L的條件下，UASB反應(yīng)器的容積磷去除率可高達(dá)21.4mgP/L·d，磷酸鹽去除率可高達(dá)99.0％以上，出水磷濃度低于0.5mgP/L，達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8

3、978-1996)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷功能主要來自厭氧微生物的同化作用。將廢水中的磷酸鹽用作營養(yǎng)物質(zhì)，使之從廢水中轉(zhuǎn)移至厭氧微生物體內(nèi)(磷由水相轉(zhuǎn)移至固相)，再通過泥水分離，使之從廢水中去除，這是UASB反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)除磷功能的重要途徑。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷效能受多種因素的制約。進(jìn)水COD濃度、磷酸鹽濃度以及COD/P值皆為UASB反應(yīng)器除磷效能的顯著影響因子。提高進(jìn)水COD濃度，有利于提高容積磷去

4、除率和磷酸鹽去除率。提高進(jìn)水磷酸鹽濃度，有助于提高容積磷去除率，但會(huì)降低磷酸鹽去除率。提高進(jìn)水COD/P值，有利于提高磷酸鹽去除率，但會(huì)限制容積磷去除率。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷效能與除碳效能密切相關(guān)。提高反應(yīng)器的除碳效能有助于提高除磷效能，但除碳效能受除磷效能的影響較小。在進(jìn)水COD/P值較高的條件下(1000:1)，依然能夠獲得較高的除碳效能(10gCOD/L/d)，碳磷去除比例達(dá)1182:1；而在COD/P值較低(1000

5、:2～1000:3)的條件下，碳磷去除比例平均值為655:1，并隨容積COD去除率的提高而降低至500:1左右。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷效能與除氮效能聯(lián)系緊密。在除氮效能較高的運(yùn)行條件下，除磷效能相應(yīng)較高，但在除磷效能較低的情況下，除氮效能也受影響。在進(jìn)水COD/P值較低(1000:2～1000:3)的條件下，氮磷去除比例穩(wěn)定在8.6左右，基本不受進(jìn)水N/P值以及容積氮去除率的影響；而在磷酸鹽濃度較低的情況下(1000:1)，氮

6、磷去除比例增高，最高達(dá)18.8。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷效能與生物相組成相關(guān)。PCR-DGGE分析以及掃描電鏡觀察表明，在UASB反應(yīng)器的運(yùn)行過程中，顆粒污泥的微生物組成逐步從以甲酸甲烷桿菌(Methanobacterium formicicum)等桿菌和球菌為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐岳硎聲?huì)鬃毛甲烷菌(Methanosaeta concilii)等絲狀菌為主。就出水磷濃度而言，以絲狀菌為主的UASB反應(yīng)器優(yōu)于以球菌和桿菌為主的UASB反應(yīng)器

7、。 厭氧生物反應(yīng)器的生物相變化與進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷及COD/P值密切相關(guān)。在污泥負(fù)荷(0.36～0.86gCOD/gVSS-d)較低、進(jìn)水COD/P值(1000:1～1000:2)較高的條件下，容易引發(fā)顆粒污泥絲狀菌膨脹，導(dǎo)致污泥流失而使反應(yīng)器行失穩(wěn)，影響除磷效能。 厭氧生物反應(yīng)器的除磷效能可受硫酸鹽的干擾。當(dāng)進(jìn)水COD/SO42-值從7.0降低至2.3時(shí)，UASB反應(yīng)器中的產(chǎn)甲烷過程受到抑制，容積磷去除率由9.6mgP/