【摘要】：污水廠碳源過低現(xiàn)象普遍存在,這使污水廠的傳統(tǒng)脫氮除磷工藝處理的污水難以達(dá)標(biāo)排放。短程反硝化除磷較傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝能夠節(jié)約碳源的消耗并實(shí)現(xiàn)氮磷的同步去除,是低碳源污水脫氮除磷的新方法。文章以厭氧+好氧/缺氧交替和厭氧+低溶解氧兩種運(yùn)行方式啟動(dòng)短程反硝化除磷,在進(jìn)水COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P濃度分別為100 mg/L、25 mg/L、3.3 mg/L的低C/N、C/P環(huán)境下運(yùn)行。通過周期內(nèi)污染物濃度變化、胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、各菌種的反應(yīng)速率等參數(shù)分析了兩種運(yùn)行方式的差異性。另外還探究了超聲波輻照對(duì)厭氧+好氧/缺氧交替運(yùn)行的短程反硝化除磷的影響。研究表明厭氧+好氧/缺氧交替和厭氧+低溶解氧兩種運(yùn)行方式均能成功啟動(dòng)短程反硝化除磷,分別在56 d和23 d達(dá)到穩(wěn)定,穩(wěn)定運(yùn)行后出水PO_4~(3-)-P的平均濃度分別為0.27mg/L和0.19 mg/L,出水TIN的平均濃度分別為6.81 mg/L和8.21 mg/L。雖然兩種運(yùn)行方式的處理效果較為接近,但是兩種運(yùn)行方式厭氧階段結(jié)束后PO_4~(3-)-P平均濃度分別為40.34 mg/L和30.79 mg/L,周期運(yùn)行中ΔPHB(聚羥基丁酸)分別為+8.03 mg/g MLSS和-7.30 mg/g MLSS,以NO_2~--N為電子受體的比缺氧釋磷速率分別為5.44 mg P/(g MLSS·h)和4.51 mg P/(g MLSS·h),這些參數(shù)均表明在厭氧+低溶解氧的條件下聚磷菌(PAO)活性更差,反應(yīng)器運(yùn)行工況不穩(wěn)定。通過低強(qiáng)度超聲波輻照后,反應(yīng)器穩(wěn)定時(shí)的出水的水質(zhì)提高,PO_4~(3-)-P和TIN分別降低了53.3%和36.8%,同時(shí)造成了污泥減量的效果,污泥MLSS降低了12.4%。在超聲波的輻照下NOB活性降低,比亞硝酸鹽氧化速率降低了51.11%。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

圖 1.1 短程硝化與全程硝化脫氮的差異性硝化工藝的關(guān)鍵在于抑制 NO2--N 氧化為 NO3--N，目前實(shí)現(xiàn)短程硝下幾種：低溶解氧控制 AOB（0.2-1.5 mg/L）的氧半飽和常數(shù)比 NOB（1.2-1.5 mg/L）低持反應(yīng)器好氧階段處于低溶解氧的狀態(tài)，使 AOB 依舊能夠進(jìn)行氨氧 進(jìn)行 NO2--N 氧化的能力被抑制，以實(shí)現(xiàn)短程硝化。不同條件下存 閾值，在高于閾值后將不能實(shí)現(xiàn)短程硝化，不同 DO 閾值如表 1.2 所圍內(nèi)，DO 增大導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)短程硝化的時(shí)間延長，但 DO 減小將使[11]。表 1.2 低溶解氧控制短程硝化閾值圍（mg/L） 溫度（℃） NH4+-N 濃度（mg/L） DO 閾值（mg/L5~1.50[11]21~23 70 1.25

進(jìn)行吸磷[57-58]，雖然這兩類 PAO 均能進(jìn)行短程反硝化除磷，但是 PAOⅡ才是短程反硝化除磷的主要菌種。Zeng 等[59]發(fā)現(xiàn)在將反硝化除磷轉(zhuǎn)化為短程反硝化除磷后，污泥中的 PAOⅠ全部被淘汰。Wang 等[60]也觀察到在短程反硝化除磷的 SBR反應(yīng)器中 PAOⅡ占 PAO 的 72%。本文將使用 NO2--N 作為電子受體進(jìn)行缺氧吸磷的 PAO 統(tǒng)稱為短程反硝化聚磷菌（NDPAO，Nitrosation Denitrifying PhosphorusAccumulating Organisms）。NDPAO 代謝方式如圖 1.2 所示。在厭氧狀態(tài)下，聚磷（Poly-P）和聚糖（Gly）分解為磷酸鹽和丙酮酸并產(chǎn)生能量（以 ATP 表示），磷酸鹽攜帶質(zhì)子推動(dòng)力（以H+表示）從細(xì)胞中放出，使揮發(fā)性脂肪酸（VFA）能在質(zhì)子推動(dòng)力（以 H+表示）的幫助下進(jìn)入細(xì)胞[61]。VFA 進(jìn)入細(xì)胞后消耗 ATP 合成乙酰輔酶 A，之后乙酰輔酶A利用丙酮酸分解產(chǎn)生的還原力（以NADH++H+表示）合成聚羥基烷酸（PHA）。在缺氧狀態(tài)下，PHA 分解生成乙酰輔酶 A 進(jìn)行三羧酸（TCA）循環(huán)以產(chǎn)生 ATP和 NADH++H+，磷酸鹽在質(zhì)子推動(dòng)力作用下進(jìn)入細(xì)胞并消耗 ATP 合成聚磷以完成除磷作用，同時(shí) NO2--N 利用 NADH++H+還原為 N2O 和 N2以達(dá)到反硝化的目的。

注：使用反應(yīng)器分別為：(a)A2/O、(b)雙泥 A2/O、(c)SBR、(d)A2N圖 1.3 短程反硝化除磷的典型運(yùn)行方式目前研究的短程反硝化除磷的脫氮除磷效果如表 1.4 所示。在四種運(yùn)行方式中雙污泥系統(tǒng)的序批式反應(yīng)器能依次進(jìn)行有機(jī)物去除、短程硝化、短程反硝化除磷三個(gè)步驟，表現(xiàn)出較好的脫氮除磷效果。相比于序批式反應(yīng)器，連續(xù)式反應(yīng)器進(jìn)行短程反硝化除磷需要回流的硝化液提供電子受體，而硝化液來源于反應(yīng)器好氧的出水，反應(yīng)器出水必須保證一定的 NO2--N 濃度，這使得連續(xù)式反應(yīng)器脫氮效果比序批式反應(yīng)器差。在單污泥系統(tǒng)的連續(xù)式反應(yīng)器中于好氧池后增加間歇曝氣池能夠有效的改善處理效果，增加的間歇曝氣池除了對(duì)污染物進(jìn)行深度去除外，間歇曝氣池在停曝階段通過沉淀作用延長 SRT 并將較輕的絲狀菌和死泥由上部排出反應(yīng)器以維持污泥活性，SRT 的延長有利于 NDPAO 的生長[110]。羅亞紅等[111]發(fā)現(xiàn)缺氧吸磷速率和好氧吸磷速率的比例在增加間歇曝氣池后由62.07%提高至 95.69%，而間歇曝氣運(yùn)行能夠抑制 NOB 的活性維持短程硝化的運(yùn)行。Dong等[112]在增加間歇曝氣池后檢測到AOB 占AOB 和NOB 之和的比例由 3.7%

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2754200