螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)脫氮除磷試驗(yàn)研究.pdf

1、試驗(yàn)在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,采用螺旋升流式反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)UCT工藝的處理單元,考察了螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)中同時(shí)硝化反硝化、反硝化除磷現(xiàn)象,對(duì)影響系統(tǒng)脫氮除磷效果的因素進(jìn)行試驗(yàn)研究;確定脫氮除磷的最佳運(yùn)行條件;對(duì)系統(tǒng)中的活性污泥進(jìn)行研究;分析了SRT、C/N、C/P對(duì)系統(tǒng)生物脫氮除磷的影響,并結(jié)合螺旋升流流態(tài)特性進(jìn)行分析;同時(shí),從系統(tǒng)的好氧反應(yīng)器中分離、篩選出好氧反硝化菌和聚磷菌并進(jìn)行鑒定。論文的主要成果簡述如下:
　　

2、①螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)對(duì)COD、總氮和總磷都有較高的去除率,出水COD為6～24mg/L,總磷為0.01～0.41mg/L,總氮為2.57～11.52mg/L。厭氧反應(yīng)器內(nèi)去除的COD約占總?cè)コ康?7％。在好氧反應(yīng)器中有同時(shí)硝化反硝化現(xiàn)象,在缺氧反應(yīng)器中有明顯的反硝化除磷現(xiàn)象。
　　 ②螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)活性污泥的沉降性能良好,SVI值介于50～150mL/g,由于螺旋升流流態(tài)的推流特征,反應(yīng)器內(nèi)易形成顆

3、粒污泥,顆粒直徑多在0.7mm～0.9mm之間,屬于小顆粒污泥;污泥活性(MLVSS/MLSS)均在0.75以上。活性污泥的比好氧速率SOUR的平均值為31.8mg/(g·h),比硝化速率SNR約為1.95mg/(g·h),比厭氧釋磷速率SPRR30為26.82mg/(g·h),比好氧吸磷速率ASPUR為6.04mg/(g·h),比缺氧吸磷速率NSPUR為4.27mg/(g·h),活性污泥對(duì)氮、磷有較好的去除能力。此外,污泥產(chǎn)率系數(shù)約為

4、0.60,比傳統(tǒng)活性污泥法要小15％左右?；钚晕勰嘀猩锵嘭S富,其中以固著型纖毛蟲為主,其次還有游泳型纖毛蟲和輪蟲、線蟲等后生動(dòng)物。
　　 ③螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)活性污泥的有機(jī)物去除能力對(duì)進(jìn)水COD、C/N和C/P都有較大的抗沖擊能力。進(jìn)水C/N對(duì)系統(tǒng)脫氮效果有一定影響,在持續(xù)性高COD進(jìn)水時(shí),系統(tǒng)的脫氮效果大幅度降低。較高的SRT有利于硝化菌的增殖而使SND和脫氮效果都有所加強(qiáng),但SRT大于25天后,污泥老化嚴(yán)重,使

5、脫氮效率有所下降。除磷效果對(duì)進(jìn)水COD的耐沖擊負(fù)荷較高,受進(jìn)水C/N的影響也較小。在進(jìn)水C/P較低時(shí),系統(tǒng)因不能及時(shí)將厭氧釋放的磷和進(jìn)水中的磷吸收而使除磷率偏低;在C/P較高時(shí),由于進(jìn)水磷濃度較低,限制了微生物的正常生命活動(dòng),使厭氧釋磷和好氧吸磷量都有所下降。此外,除磷效果對(duì)SRT也有一定的耐沖擊能力。
　　 螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)在經(jīng)過72小時(shí)的停運(yùn)之后恢復(fù)運(yùn)行,一周內(nèi)氮磷的去除基本恢復(fù)至停運(yùn)前的處理水平。根據(jù)分析,螺

6、旋升流式反應(yīng)器獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和流態(tài)特點(diǎn)是系統(tǒng)內(nèi)顆粒污泥形成及運(yùn)行高效穩(wěn)定的根本原因。
　　 ④試驗(yàn)通過分離純化和篩選得到兩株具有良好好氧反硝化效果的菌株,經(jīng)過16SrDNA測序確定分別屬于Rhodoeoceus.sp(紅球菌屬)和Gordonia.sp(戈登氏菌屬)。經(jīng)過四天好氧反硝化,兩菌株總氮去除率達(dá)61.2％和58.7％,且都有較高的氧耐受濃度和較寬的溫度適應(yīng)范圍。
　　 ⑤針對(duì)系統(tǒng)中的反硝化吸磷現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究

7、,發(fā)現(xiàn)提高厭氧階段時(shí)水中COD濃度而使厭氧釋磷量增加,并未對(duì)反硝化吸磷帶來增加,并不能將厭氧階段釋放的磷完全吸收;通過對(duì)厭氧釋磷量與COD消耗量的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性模擬,得到比例常數(shù)K△P/△COD為0.21;在超量投加硝酸鹽的情況下并未帶來缺氧吸磷速率和吸磷量的大幅提升;缺氧條件下COD的存在不利于反硝化除磷而有利于反硝化脫氮;在同樣的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),缺氧吸磷尚達(dá)不到將厭氧階段釋放的磷完全吸收,而好氧吸磷卻可以實(shí)現(xiàn)超量吸磷。
　　 ⑥通

8、過分離純化和篩選得到四株對(duì)總磷有較好去除效果的菌株,在24小時(shí)內(nèi)對(duì)總磷的去除率分別為:26.68％、46.11％、40.78％和37.46％。對(duì)其中吸磷效果最好的菌株進(jìn)行16SrDNA測序,結(jié)果顯示該菌屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)為枯草芽孢桿菌。
　　 ⑦通過回歸分析,得出SRT、C/N和C/P對(duì)SUFR-UCT系統(tǒng)TN去除率、TP去除率、硝化速率、反硝化速率、釋磷速率和吸磷速率的擬合方程,并驗(yàn)證了該方程有較好的顯著性、擬

9、合度和準(zhǔn)確性;得到1N去除率最優(yōu)時(shí)SRT、C/N和C/P約為25d、25和70;TP去除率最優(yōu)時(shí)SRT、C/N和C/P分別為17d、8、80;硝化速率、釋磷吸磷速率最優(yōu)時(shí)SRT、C/N和C/P均分別為8d、5和100;反硝化速率最優(yōu)時(shí)SRT、C/N和C/P均分別為30、25和100。
　　 ⑧建立系統(tǒng)物料平衡方程,計(jì)算得出在不同進(jìn)水水質(zhì)條件下對(duì)氮磷去除的動(dòng)力學(xué)模式。驗(yàn)證該動(dòng)力學(xué)模式進(jìn)行,結(jié)果預(yù)測值與實(shí)測值較吻合,證明此動(dòng)力學(xué)模式