反硝化除磷工藝與微生物學研究.pdf

1、為解決傳統(tǒng)除磷脫氮工藝中存在的矛盾，加深對反硝化除磷機理的研究，推動雙污泥除磷脫氮系統(tǒng)的實際應用，本課題以實際生活污水為處理對象，對連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)進行了長期試驗研究，包括對設計參數(shù)選取，微生物培養(yǎng)馴化，運行工況參數(shù)選取和影響因素研究等。以及在此基礎上，開展的一系列厭氧-缺氧靜態(tài)燒杯試驗、微生物學研究和有關動力學推導。
　　研究取得的創(chuàng)新性成果主要有：①成功地實現(xiàn)了采用實際生活污水短期對連續(xù)流雙污泥生物除磷脫氮系統(tǒng)的污泥培養(yǎng)和啟動

2、，并提出了系統(tǒng)啟動的操作程序和控制因素。②為避免人工合成污水有機底物單一的缺點，本實驗以實際生活污水為處理對象成功的開展了對連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)相關研究，在實現(xiàn)高效去除有機污染物的同時，又達到了同步高效去除氮磷的污水深度處理目的。提出了該系統(tǒng) C/N比、回流比、水利停留時間等最佳工藝參數(shù)，更具有實際應用的意義；③系統(tǒng)地進行了對反硝化除磷主要影響因素的研究，將系統(tǒng)中氮磷與聚磷菌內(nèi)的聚合物的變化相結合，定性和定量地揭示了反硝化聚磷污泥的特性和反

3、硝化除磷的影響規(guī)律；完善了反硝化除磷機理，合理的闡釋了反硝化除磷的現(xiàn)象，科學地描述了反硝化除磷的工藝過程。④通過反硝化除磷微生物學研究，成功分離出多株反硝化聚磷菌，并分別對各株菌的聚磷能力給出定量描述。提出了反硝化聚磷菌的篩選方法，為反硝化除磷研究和工藝檢測提供了依據(jù)。
　　首先進行的是連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)對有機物及氮磷去除特性的研究。雙污泥系統(tǒng)是將厭氧、缺氧反應器與接觸氧化式硝化反應器相結合。硝化菌與反硝化聚磷菌徹底分開，互不混合。

4、反硝化聚磷污泥在厭氧-缺氧反應器內(nèi)循環(huán)，而硝化污泥獨自循環(huán)。反硝化聚磷污泥在厭氧池吸收污水中的有機底物并釋磷，在缺氧池利用硝化池供給的硝酸根為電子受體，以生物體內(nèi)聚合物(PHA)為底物，在反硝化的同時吸磷。這樣，解決了傳統(tǒng)除磷脫氮工藝中由于聚磷菌和反硝化菌在厭氧階段對原水中有機碳源的競爭而引起的碳源不足這一主要矛盾。同時，硝化菌污泥齡長而聚磷菌污泥齡短，二者徹底分開，使硝化和除磷都能達到各自最優(yōu)的運行狀態(tài)。
　　對連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)

5、的長期研究結果表明，該系統(tǒng)對生活污水處理效果很好，對COD、總磷、總氮和氨氮的平均去除率分別為81.78％、92.51%、75.75%和84.47%，均能達到污水處理的國家一級標準。但運行中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)處理污水的最佳C/N比是在4～5之間，不適合處理C/N過高或過低的污水，否則出水氮、磷都會受到影響。研究發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)出水受到超越污泥回流的影響，因此出水氨氮含量較高，多在4～8mg·l-1之間不等，無法實現(xiàn)完全脫氮。超越污泥回流比(BFR)在

6、0.33～0.38之間TN去除效果最好，如果BFR低于0.28或高于0.48，均會影響系統(tǒng)對TN、TP的去除。另外，在設計參數(shù)的選取上，后置曝氣吹脫池的水力停留時間(PAHRT)也不宜過長，以15～20min較為適宜。同時還對溫度、堿度、污泥齡等多種因素對系統(tǒng)去除效果的影響進行了研究。
　　通過同步進行的間歇試驗和靜態(tài)燒杯試驗對不同碳源厭氧釋磷效果、缺氧階段各種影響因素對反硝化吸磷的影響等進行了深入研究，并結合對聚磷菌體內(nèi)聚合物的

7、分析結果做出了合理的解釋。
　　利用傳統(tǒng)菌種分離鑒定技術，對實驗室連續(xù)流雙污泥系統(tǒng)缺氧反應器中的混合液分別在反硝化菌和聚磷菌培養(yǎng)基中進行分離培養(yǎng)和菌種鑒定，然后對富集培養(yǎng)后的每株單菌分別進行反硝化吸磷效果試驗，最終篩選出同時具有反硝化吸磷能力的菌種。通過長期實驗，得到明顯具有反硝化效果的反硝化菌6株，分別屬于弧菌科、腸桿菌科(根據(jù)生理生化試驗結果，只能鑒定到科)、假單胞菌屬、氣單胞菌屬和微球菌屬；聚磷菌9株，分別屬于葡萄球菌屬、鏈

8、球菌科、產(chǎn)堿菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、腸桿菌科，其中具有反硝化能力的有6株。吸磷試驗發(fā)現(xiàn)，在分離出的菌種中有11株在不同程度上具有反硝化吸磷能力。假單胞菌屬的菌株JB2和產(chǎn)堿菌屬的菌株 JB3的脫氮除磷效果最好。在得到的11株菌中，腸桿菌科的數(shù)量最多，為3株，占總數(shù)的27%；假單胞菌屬和產(chǎn)堿菌屬數(shù)量相等各2株，各占總數(shù)的18%；其余的氣單胞菌屬、弧菌科、鏈球菌屬、微球菌屬各1株。
　　利用試驗得到的大量數(shù)據(jù)，對反硝化除磷動力學