SBR同步除磷脫氮工藝與DPB生化特性研究.pdf

1、近年來(lái)，雖然我國(guó)城市污水處理率有較大的提高，但是由氮和磷引起的緩流水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題仍日益嚴(yán)重，這就需要嚴(yán)格控制污水處理廠氮和磷的排放，提高氮、磷的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此在污水處理工藝中應(yīng)用新的脫氮除磷技術(shù)、運(yùn)用有效的運(yùn)行控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定、高效、低耗的運(yùn)行尤其重要。SBR工藝因其工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行靈活、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、可控性好、不易出現(xiàn)污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)成為目前中小城鎮(zhèn)污水處理的首選工藝。我國(guó)有30％～40％日處理量不超過(guò)5×104m3的城鎮(zhèn)污水采

2、用了SBR法。
　　本研究闡明了反硝化除磷的新理論，確定了用于反硝化除磷SBR工藝的最優(yōu)運(yùn)行方式。在此理念的指導(dǎo)下，建立了SBR短程硝化系統(tǒng)、以亞硝氮為電子受體的反硝化除磷系統(tǒng)，在A/O/A/O-SBR工藝系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了反硝化脫氮除磷，并且采用傳統(tǒng)微生物學(xué)分析和分子生物學(xué)手段相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)中反硝化聚磷菌(DPB)進(jìn)行了種類和特性的深入研究。
　　研究了短程硝化實(shí)現(xiàn)途徑。通過(guò)低氧連續(xù)曝氣的方式可成功建立SBR短程硝化系統(tǒng)，采用調(diào)

3、整氨氮濃度和排泥量的方式實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行。深入研究分析了DO濃度、pH值、溫度這三個(gè)因子對(duì)短程硝化的影響。研究表明，DO濃度是影響短程硝化的關(guān)鍵因素，在連續(xù)曝氣的條件下，DO濃度為0.5～0.7mg/L時(shí)，氨氮去除率達(dá)到92％、亞硝氮積累率達(dá)到93％。將系統(tǒng)內(nèi)的溫度維持在18℃以上，可以維持短程硝化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在中溫23～28℃條件下，pH值為7.1～8.3時(shí)，亞硝酸菌的活性強(qiáng)，硝酸菌的活性受到抑制，氨氮去除率達(dá)99.7％，亞硝氮積累

4、率達(dá)99％，出水效果穩(wěn)定。
　　通過(guò)分階段培養(yǎng)馴化的方式建立了以亞硝氮為電子受體的SBR反硝化除磷系統(tǒng)，驗(yàn)證了缺氧條件下亞硝氮可以作為DPB除磷的電子受體，比較了亞硝氮為電子受體和硝氮為電子受體脫氮除磷的效率。研究了亞硝酸鹽濃度、進(jìn)水COD濃度、pH值、溫度四個(gè)主要影響因素對(duì)反硝化除磷效果的影響，確定了不同水質(zhì)條件下最優(yōu)的控制參數(shù)。試驗(yàn)表明，亞硝酸鹽濃度是影響反硝化除磷系統(tǒng)缺氧吸磷的重要因子，亞硝酸鹽濃度過(guò)高會(huì)抑制DPB吸磷，將亞

5、硝酸鹽濃度控制在30mg/L以內(nèi)，反硝化吸磷效果較好，系統(tǒng)出水TP濃度為1.02mg/L。進(jìn)水COD濃度對(duì)厭氧釋磷有很大影響，進(jìn)而影響反硝化吸磷效果，本系統(tǒng)中最佳進(jìn)水COD濃度為220mg/L。pH值為7.5～8.0時(shí)有利于DPB厭氧釋磷。溫度對(duì)除磷的效果影響不顯著，溫度在10℃～30℃時(shí)，系統(tǒng)能夠較好地去除水中的磷酸鹽，溫度維持在20℃左右除磷效果最好，TP去除率達(dá)到87％。在相同的基質(zhì)條件下，以硝氮為電子受體的除磷效果好于以亞硝氮為

6、電子受體的系統(tǒng)。亞硝化反硝化除磷工藝更適于處理低C/N和低P/N的廢水。
　　優(yōu)化了SBR脫氮除磷工藝的穩(wěn)定運(yùn)行方式，通過(guò)厭氧/好氧、厭氧/好氧/缺氧、厭氧/好氧/缺氧/好氧三階段的遞進(jìn)運(yùn)行，確定了系統(tǒng)一個(gè)周期最佳水力停留時(shí)間為:進(jìn)水5min，厭氧2h，好氧1.5h，缺氧1.5h，好氧0.5h，沉淀1h，排水閑置1.5h。系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水COD、TN、TP濃度分別為28.35mg/L、4.05mg/L、0.37 mg/L，均達(dá)到《

7、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
　　探索了pH值、碳源、溫度、進(jìn)水COD濃度四個(gè)因子對(duì)A/O/A/O-SBR反硝化脫氮除磷效果的影響，優(yōu)化了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的控制參數(shù)。研究表明，pH值為7.5時(shí)，系統(tǒng)的除磷脫氮效果最好，COD、TN、TP去除率分別達(dá)到71％、88％、90％，pH值為8.5時(shí)，除磷效率降低。最適碳源是乙酸鈉，此時(shí)COD、TN和TP的去除率分別達(dá)到90％、88％、95％，葡萄糖及含

8、有葡萄糖的組合碳源作為有機(jī)碳源時(shí)，處理效果不理想。最適溫度為25℃，COD去除率達(dá)到90％、TN去除率為89％、TP去除率達(dá)到95％。溫度達(dá)到30℃時(shí)，缺氧段發(fā)生厭氧釋磷現(xiàn)象，TP的去除效果下降。要取得較高的脫氮除磷效率，應(yīng)該保證進(jìn)水COD濃度在200mg/L以上。
　　選用聚磷菌專用培養(yǎng)基篩選分離DPB，經(jīng)過(guò)生理生化試驗(yàn)、吸磷釋磷和硝酸鹽還原產(chǎn)氣試驗(yàn)，通過(guò)16S rDNA序列擴(kuò)增、測(cè)序、比對(duì)，得到DPB分別屬于假單胞菌屬(Pse