【摘要】：目前在污水處理過(guò)程中,出水磷負(fù)荷超標(biāo)的問(wèn)題頻發(fā),這使得受納水體富營(yíng)養(yǎng)化情況嚴(yán)重,但同時(shí)磷又是需要回收利用的不可再生資源。通過(guò)側(cè)流磷回收工藝可以有效解決我國(guó)污水處理廠面臨的磷負(fù)荷超標(biāo)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)污水中磷資源的回收利用。已有研究表明,從主流系統(tǒng)中過(guò)量剝離回收磷會(huì)造成整個(gè)生物除磷系統(tǒng)的瓦解,從而導(dǎo)致磷資源的可持續(xù)性回收鏈中斷。因此為了科學(xué)有效地實(shí)現(xiàn)側(cè)流磷回收工藝,有必要多方面了解側(cè)流操作對(duì)生物除磷系統(tǒng)的影響,探究適用于側(cè)流磷回收的操作條件。本課題采用厭氧/好氧交替運(yùn)行SBR反應(yīng)器,以實(shí)驗(yàn)配置污水為進(jìn)水,在30d內(nèi)進(jìn)行厭氧富磷上清液旁引磷回收實(shí)驗(yàn),每天的第二個(gè)周期作為側(cè)流周期。在側(cè)流過(guò)程中分別探究不同化學(xué)藥劑、含氧碳源在混合碳源中所占比、碳源受限程度對(duì)生物除磷特性、磷回收潛能以及微生物菌群結(jié)構(gòu)水平帶來(lái)的影響,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合胞外聚合物(EPS)的蓄磷功能對(duì)其中的原因進(jìn)行進(jìn)一步分析。結(jié)果顯示:短期內(nèi)100%側(cè)流,可以實(shí)現(xiàn)113%~141%的進(jìn)水磷量回收,并對(duì)COD、氨氮的去除不造成影響,同時(shí)維持系統(tǒng)TP的去除率在95%以上。停止側(cè)流后TP的去除率會(huì)發(fā)生一定的波動(dòng),但后續(xù)可以快速恢復(fù)。側(cè)流過(guò)程中EPS的分泌量會(huì)增加,但EPS中的貯磷量(EPSTP)既有可能增加也有可能減少。當(dāng)C/N/P=100/20/10時(shí)EPS_(TP)減少45.84%,當(dāng)C/N/P=200/20/10時(shí)EPS_(TP)增加35.7%。不同乙酸鈉(NaAc)/葡萄糖(Glc)、C/N/P下的污泥系統(tǒng)受側(cè)流操作影響增加的EPS量有所不同。當(dāng)C/P≤30時(shí),1/4周期側(cè)流的運(yùn)行模式可以有效恢復(fù)其聚磷損失,強(qiáng)化其生物攝磷能力,維持穩(wěn)定的厭氧釋磷率。側(cè)流磷回收操作會(huì)對(duì)主流的污泥微生物系統(tǒng)造成沖擊,導(dǎo)致生物菌落結(jié)構(gòu)水平以及生物多樣性發(fā)生變化。其中發(fā)揮主導(dǎo)作用的Rhodocyclaceae相對(duì)豐度會(huì)在側(cè)流過(guò)程中下降72.12%~86.07%,受側(cè)流影響明顯,停止側(cè)流后,其所占比例恢復(fù)情況與側(cè)流前生物群落結(jié)構(gòu)水平及進(jìn)水條件有關(guān)。在本次研究中C/N/P=100/20/10和NaAc/Glc=3/1時(shí),Rhodocyclaceae的富集程度以及恢復(fù)速度最快。
【圖文】：

景地球上不可再生的寶貴資源，不僅參與各種各樣而且是生物體內(nèi) ATP、RNA、DNA 的核心構(gòu)成部中起著重要作用。隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，磷在工業(yè)、泛的使用。磷參與在自然環(huán)境，人類(lèi)活動(dòng)的方方污染問(wèn)題。磷酸鹽礦石是其在自然界的主要存在形的磷資源僅夠人類(lèi)再使用上百年時(shí)間，且以目前左右的磷資源。因此研究磷資源回收利用技術(shù)，，對(duì)資源缺乏危機(jī)十分必要。界中的磷天然水中磷以有機(jī)磷（OP）、無(wú)機(jī)磷（IP）和 PHP 主要包含核酸、卵磷脂以及植素；IP 主要是與如 Na+、Mg2+及 Ca2+等。P 是保證生物體系正常自然界中被不斷循環(huán)利用，如圖 1-1[2]所示。

天然水體中的各種磷形態(tài)可以進(jìn)行相互完整的動(dòng)態(tài)體系。源危機(jī)在全球的分布情況呈現(xiàn)極度不均衡的地域特性，是非洲，超過(guò) 80%的磷礦集中分布在此，這其中又在摩洛哥和西撒哈拉。目前按照經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量排序，摩次是南非、約旦和美國(guó)[3]。石的廣泛用途，世界各國(guó)對(duì)此的開(kāi)發(fā)速度逐年遞圖 1-2 的全球磷消費(fèi)結(jié)構(gòu)[3]可知，在磷肥生產(chǎn)方面66%，其余主要用于洗滌劑以及其他磷化工產(chǎn)品等全球 620 億的磷資源儲(chǔ)存量中，僅有 150 億是可伴隨著人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)，各個(gè)國(guó)家對(duì)磷肥需求度增長(zhǎng)，照這樣估計(jì)，全球的磷礦石資源只夠人類(lèi)礦石資源在現(xiàn)如今的開(kāi)發(fā)速度下，正在一步一步措施，人類(lèi)即將面臨嚴(yán)峻的“磷荒”問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2704637