【摘要】： 氮、磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的優(yōu)勢污染物。反硝化除磷技術(shù)具有節(jié)省有機碳源、減少溫室氣體排放、剩余污泥產(chǎn)量小等優(yōu)點，符合可持續(xù)發(fā)展理念，具有廣闊的發(fā)展前景。 本研究采用序批式膜生物反應(yīng)器(SBMBR)周期性運行，通過對其運行模式及操作參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，強化其除磷脫氮能力，同時對不同工藝模式下SBMBR對氮磷的去除性能、污泥特性及膜污染等進行了考察。 首先通過將AO模式運行的SBMBR和傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器(CMBR)運行模式進行對比，考察二者在不同進水碳氮比(COD／TN=28.2～3.4)條件下對氮磷的去除能力。結(jié)果表明：CMBR中TP的去除率在14％～96％之間波動；在進水COD／TN降至6.3時，對TN基本無去除效果。以AO方式運行的SBMBR具有很好的污染物去除能力，即使在進水COD／IN降到6.3時，TN和NH_4~+-N的去除率仍可達到65％和90％以上；TP去除率保持在90％左右，在此COD／TN范圍內(nèi)，基本不受進水COD／TN變化影響；而且驗證序批式的運行方式有助于減緩膜污染。 為強化SBMBR的反硝化除磷能力，在AO MBR中引入缺氧段，并通過對工藝運行模式的調(diào)整，逐步強化其反硝化除磷效果。依次考察單反應(yīng)器形式的AOA、A~2O MBR及雙反應(yīng)器MUCT-MBR對污染物的去除性能，比較各工藝模式的反硝化除磷能力。結(jié)果表明：在AO MBR好氧末引入缺氧段而形成的AOA MBR工藝，具有一定的反硝化除磷性能；但PHB因好氧吸磷而被大量氧化，使缺氧段中聚磷菌(PAOs)的內(nèi)碳源不足，而無法最大限度的提高系統(tǒng)反硝化除磷能力，因此缺氧段的除磷量占總除磷量的比例僅為28％。為解決上述不足，將缺氧段提前到厭氧階段末，形成了A~2O MBR系統(tǒng)，通過外加硝酸鹽為反硝化吸磷提供電子受體。其缺氧段反硝化除磷量占總除磷量的比例提高到50％以上，但外加硝酸鹽形成缺氧環(huán)境造成工藝操控復(fù)雜。因此，進一步改進工藝為雙反應(yīng)器的MUCT-MBR，兩反應(yīng)器中均有明顯的缺氧吸磷現(xiàn)象，整個系統(tǒng)由缺氧段所去除的磷約占總除磷量的60％。系統(tǒng)以好氧產(chǎn)生的NO_3~-作為缺氧吸磷的電子受體，實現(xiàn)了無外加NO_3~-的條件下強化系統(tǒng)的反硝化除磷性能。 采用FISH技術(shù)對PAOs占全菌的比例進行檢測，得出AO、AOA及A~2O MBR中PAOs所占比例依次增大；污泥磷元素分析結(jié)果顯示，三系統(tǒng)中污泥含磷率依次增大，即吸磷能力逐漸提高。對污泥產(chǎn)率的計算結(jié)果為，SBMBRs中的污泥產(chǎn)率均明顯低于傳統(tǒng)活性污泥(CAS)工藝，且隨反硝化除磷能力的增強，污泥產(chǎn)率減少，A~2O MBR中污泥產(chǎn)率僅為0.29 kgVSS.kgCOD~(-1)。但由于其具有較高的污泥含磷率，從而保證了良好的除磷效果。 研究發(fā)現(xiàn)：在AO、AOA、A~2O MBR至MUCT-MBR的改進過程中，隨著反硝化除磷能力的逐步提高，污泥的比好氧吸磷速率下降。表明對缺氧環(huán)境的強化更有利于具有反硝化能力的聚磷菌的生長，相應(yīng)的對好氧聚磷菌的生長及活性產(chǎn)生抑制。O_2與NO_3~-同時存在時的比吸磷速率大于僅有O_2存在時的速率，且伴有NO_3~-的消耗。表明混合電子受體條件下，存在好氧反硝化吸磷。除磷工藝中磷的去除包括好氧吸磷、缺氧反硝化吸磷和好氧反硝化吸磷三種機制。
【圖文】：

出水的表觀性狀。該工藝的主要特征為HRT和SRT均較長(其中SRT可長達20一30d)，剩余污泥中磷含量為4%一6%[’，’]。系統(tǒng)能夠獲得一定的除磷效果，但出水磷濃度仍舊很高，，因第一反應(yīng)區(qū)為缺氧區(qū)，必然有NO3一存在。該工藝違反了除磷的基本原則，即進水與O:和NO3一在第一反應(yīng)區(qū)直接接觸。JJJZ城試Z/Z乙今乍72尸2為 7jjjjj::Aerobie二 :::::::::Aeroblc:.二 二jjj丫Z夕工J，/，子，，，，，產(chǎn)產(chǎn) 7...........尹尹尸奮A習O勸C//，、 、、 、、 、了了尸丫口歲，護，獷尸護丫 r.rZ了了， ，， ，， ，乙乙心勺夕護護乃夕尸護尹22護乙乙 乙乙 乙乙 乙圖1.1初始Bardenpho工藝示意圖 Fig.1.1OriginalBardenPhoeonfiguration之后對此工藝進行了改進，在第一缺氧區(qū)前設(shè)置厭氧區(qū)，污泥由第一好氧區(qū)回流，為除磷創(chuàng)造了條件，此工藝被稱為5段BardenPho或M一BardePho工藝，在南非和歐洲被稱為Phoredoxl藝。Inte”去 91reczrculalio刀

(university。fcaPeTown)提出了ucT脫氮除磷工藝，見圖1.4。它是在AZ/o工藝基礎(chǔ)上，通過改進混合液的回流方式而開發(fā)的，也是至今較為廣泛應(yīng)用的生物脫氮除磷工藝14，7，8]。其與AZ/o工藝的不同之處在于，其污泥首先回流至缺氧池，再通過缺氧池的混合液回流至厭氧池，削弱了由于污泥直接回流至厭氧池而隨污泥進入其中的NO對聚磷菌(PAOs)利用進水底物及釋磷的影響[0，’0]，但當進水TKN/COD較高時，缺氧區(qū)脫氮不完全，仍可發(fā)生硝酸氮進入?yún)捬鯀^(qū)干擾釋磷。少少7洲72尹聲Z洲2砂7洲2尹2222222纂羹羹羹:1Aer。玩c二、、22222護22尸Z聲了產(chǎn)護Z乙心勺夕rrrrrrrrrrr尹尹尹護A助“。b盆c，z州州州州州州2222口，‘t。.。。，.。。。份ZZZZZZZZZZZ矛矛222尹尹Z滬產(chǎn)Z尹尹了22護尹才場場場場場場
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X703

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 凌玉成;;A~2O-MBR工藝的脫氮除磷特性研究[J];環(huán)境科學與管理;2012年07期

2 劉躍;;現(xiàn)代污水處理生物脫氮除磷工藝分析[J];能源與環(huán)境;2011年04期

3 董良飛;郗曉敏;余海靜;張鳳娥;;MBR組合工藝脫氮除磷研究進展[J];中國給水排水;2010年04期

4 蔣嵐嵐;胡邦;張萬里;李大成;梁汀;;城鎮(zhèn)污水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)[J];中國給水排水;2013年02期

5 蔣嵐嵐;胡邦;張萬里;劉晉;陳秋萍;;MBR工藝在太湖流域污水處理工程中的應(yīng)用[J];給水排水;2011年01期

6 凌玉成;;MBR脫氮除磷工藝在我國城市污水處理中的研究與應(yīng)用[J];北方環(huán)境;2012年03期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 張傳義;A-（O/A）~n-SMBR工藝強化城市污水反硝化除磷的試驗研究[D];中國礦業(yè)大學;2010年

2 杜俊;復(fù)合膜生物反應(yīng)器處理榨菜廢水效能及膜污染控制試驗研究[D];重慶大學;2011年

3 楊帥;移動床膜生物反應(yīng)器脫氮除磷性能的研究[D];大連理工大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前7條

1 杜桂敏;A~2/O一體化HMBR處理生活污水的試驗研究[D];河北工程大學;2010年

2 楊曉紅;EM技術(shù)在A~2/O一體化MBR工藝中的試驗研究[D];河北工程大學;2011年

3 張明虎;并聯(lián)式A~2O-MBR反硝化聚磷工藝研究[D];天津大學;2012年

4 左名景;A~2OA-MBR工藝在城市污水處理中的工程應(yīng)用研究[D];江南大學;2012年

5 王曉琳;MUCT-MBR工藝脫氮除磷性能分析[D];大連理工大學;2008年

6 熊凱波;A~2/O+MBR工藝在城市污水處理工程中應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學;2012年

7 賽世杰;MBR脫氮除磷工藝在城市污水處理中的工程應(yīng)用研究[D];清華大學;2011年

本文編號：2590740