【摘要】： 建立社會(huì)用水的健康循環(huán)是解決我國(guó)水危機(jī)、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的根本途徑。在實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)健康循環(huán)的基本策略中,建立城市范疇上的再生水供應(yīng)系統(tǒng)是重中之重。尋求經(jīng)濟(jì)、可行的再生水生產(chǎn)技術(shù)是我國(guó)水處理領(lǐng)域面臨的首要問(wèn)題。近年來(lái)反硝化除磷理論的提出給我們提供了新的思路和視角,以其“一碳兩用”、“節(jié)能環(huán)�！钡膬�(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本課題以實(shí)際生活污水為處理對(duì)象,對(duì)反硝化聚磷菌的特性及反硝化除磷工藝展開(kāi)深入研究。 A2N雙污泥同步除磷脫氮工藝是反硝化除磷理論的典型工藝。本研究以實(shí)驗(yàn)室內(nèi)現(xiàn)有的A2N雙污泥工藝系統(tǒng)為基礎(chǔ),對(duì)反硝化聚磷菌的生物特性進(jìn)行深入研究,同時(shí)針對(duì)A2N雙污泥工藝中存在的問(wèn)題,提出一種改進(jìn)工藝,并考察了改進(jìn)工藝對(duì)生活污水的處理效能,以期尋求一種經(jīng)濟(jì)、可行的再生水生產(chǎn)技術(shù)。 通過(guò)A2N雙污泥系統(tǒng)的微生物研究發(fā)現(xiàn):反硝化聚磷污泥和普通好氧聚磷污泥在性狀上極為相似,內(nèi)源物質(zhì)聚β羥基丁酸和聚磷在厭氧/缺氧的交替過(guò)程中有著和厭氧/好氧相同的變化規(guī)律;系統(tǒng)中同時(shí)存在著兩類(lèi)聚磷菌,一類(lèi)是可以同時(shí)以氧和硝酸氮為電子受體的聚磷菌,另一類(lèi)是只能以氧為電子受體的聚磷菌。 為了進(jìn)一步研究反硝化聚磷菌的特性與生物多樣性,對(duì)以氧、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮為電子受體的生物除磷系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比研究。研究發(fā)現(xiàn),亞硝酸鹽氮對(duì)聚磷菌好氧和缺氧吸磷的抑制濃度分別為0.88mgN/gVSS和6.72 mgN/gVSS;在以硝酸鹽氮為電子受體的反硝化除磷基礎(chǔ)上采用逐漸增加亞硝酸氮濃度的方法馴化聚磷污泥,可以增加污泥對(duì)亞硝酸鹽氮的適應(yīng)性,并最終可以選擇亞硝酸氮作為唯一電子受體,但其除磷效率遠(yuǎn)低于以氧和硝酸鹽氮為電子受體的除磷系統(tǒng),同時(shí)發(fā)現(xiàn)除磷系統(tǒng)生物群落結(jié)構(gòu)隨著電子受體的變化而改變,聚磷菌種類(lèi)具有多樣性。 通過(guò)一系列的試驗(yàn)對(duì)反硝化吸磷過(guò)程中的一些重要影響因子進(jìn)行了考察。碳源類(lèi)型對(duì)反硝化除磷影響較大。碳源的長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果表明,以丙酸鈉和乙酸鈉為碳源的除磷系統(tǒng)除磷效率相當(dāng),以葡萄糖作為唯一碳源,造成了除磷系統(tǒng)的崩潰。DGGE分析結(jié)果顯示,以乙酸鈉和丙酸鈉為碳源的系統(tǒng)生物群落結(jié)構(gòu)極為相似,以葡萄糖作為唯一碳源造成了除磷系統(tǒng)生物群落結(jié)構(gòu)的徹底改變,以Micropruina glycogenica為代表的典型聚糖菌在系統(tǒng)中富集起來(lái)。反硝化聚磷菌屬于低溫耐冷菌,低溫的短期沖擊對(duì)缺氧吸磷的影響并不大,10℃~20℃為反硝化除磷的高效段。增大污泥系統(tǒng)的MLSS,可以提高缺氧初期的反硝化吸磷速度和最終的吸磷總量,但單位污泥的吸磷量沒(méi)有提高反而減小。 針對(duì)A2N工藝運(yùn)行中存在的問(wèn)題,提出改進(jìn)型A2N工藝,考察了改進(jìn)工藝對(duì)生活污水的處理效能,并對(duì)影響系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素進(jìn)行了探討。在進(jìn)水C/N比較低的情況下(3.5~5.5),改進(jìn)A2N雙污泥系統(tǒng)對(duì)COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分別為80.93%、97.44%、81.46%和68.2%。其中COD、NH4+-N和TN的去除效果比較理想,達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了回用水要求。系統(tǒng)對(duì)TP的去除有待于進(jìn)一步提高,出水平均值為0.94 mg/L,達(dá)到一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。 和傳統(tǒng)的A2N雙污泥反硝化除磷工藝相比,改進(jìn)A2N工藝流程更為簡(jiǎn)潔,在NH4+-N和TN的去除上更具優(yōu)勢(shì),在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)出水NH4+-N甚至可以達(dá)到零排放,由于好氣濾柱生物膜內(nèi)微環(huán)境引起的自養(yǎng)脫氮效應(yīng),在硝化液回流比一定的情況下,TN的去除率穩(wěn)定而且高效。但由于改進(jìn)的A2N工藝除磷效率抗沖擊性較差,再加上好氣硝化濾池內(nèi)“二次釋磷”現(xiàn)象的影響,改進(jìn)的A2N工藝的除磷效率低于傳統(tǒng)的A2N工藝。
【圖文】：

A2NSBR工藝流程Fig.1-10A2NSBRprocess

N雙污泥反硝化除磷系統(tǒng)流程圖和裝置圖如圖2-2、圖2-3所示。系統(tǒng)各反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，各反應(yīng)器有效容積如表2-2所示。系統(tǒng)進(jìn)水量1L/h。圖2-2改進(jìn)后的A2N雙污泥反硝化除磷系統(tǒng)工藝流程圖Fig.2-2 The configuration of modified A2N continuous-flow two-sludge process改進(jìn)后的雙污泥反硝化除磷工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和生物濾柱組成。生活污水和回流的污泥在厭氧池完全混合，，反硝化聚磷菌吸收大量的COD，以PHB的形式貯存在體內(nèi)并充分釋磷；隨后活性污泥混合液和生物濾柱回流的硝化液共同進(jìn)入缺氧池，反硝化聚磷菌以硝態(tài)氮為電子受體，利用貯存在聚磷菌體內(nèi)的PHB為碳源反硝化吸磷；后置小曝氣池的目的是吹脫氮?dú)�，防止沉淀池污泥上浮和起到部分好氧吸磷的作用；沉淀�?
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：X703

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2630048