【摘要】： 磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素,同時(shí)也是一種日益匱乏的不可再生資源,因此,從含磷污水中去除并回收磷是實(shí)現(xiàn)磷資源可持續(xù)利用的良策。 本文將好氧顆粒污泥技術(shù)應(yīng)用到污水強(qiáng)化生物除磷(EBPR)工藝中,控制低有機(jī)負(fù)荷率,按照EBPR工藝的運(yùn)行方式,成功培養(yǎng)出一種以聚磷菌為主體的聚磷好氧顆粒污泥。與傳統(tǒng)EBPR工藝相比,形成的聚磷好氧顆粒污泥能夠?qū)崿F(xiàn)很好的除磷性能,具有含磷量高和沉降性能好等優(yōu)點(diǎn),并證實(shí)采用低有機(jī)負(fù)荷率適合作為聚磷好氧顆粒污泥的培養(yǎng)策略。 采用較低的有機(jī)負(fù)荷率會(huì)降低微生物的生長(zhǎng)速率,從而增加反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間,為了彌補(bǔ)這一不足,本文研究了聚磷好氧顆粒污泥的儲(chǔ)存及活性恢復(fù)特性,考察以成熟的聚磷好氧顆粒污泥作為接種污泥來縮短反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚磷好氧顆粒污泥獨(dú)特的顆粒結(jié)構(gòu)使其具有良好的儲(chǔ)存性能,經(jīng)過2個(gè)月的儲(chǔ)存,能夠維持顆粒結(jié)構(gòu)的完整性,重新啟動(dòng)后可以迅速恢復(fù)原有的顆粒特性和除磷性能,并證實(shí)低溫密封更適合聚磷好氧顆粒污泥的儲(chǔ)存。 研究了碳源種類等因素對(duì)聚磷好氧顆粒污泥厭氧釋磷能力的影響,確定了乙酸鈉為碳源,溫度為25℃和pH=7~8時(shí)最適合污泥厭氧釋放磷酸鹽。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在碳源不足時(shí)硝酸鹽的存在會(huì)抑制污泥厭氧釋磷,這主要是由反硝化與釋磷反應(yīng)的底物競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)檸檬酸鈉對(duì)聚磷好氧顆粒污泥厭氧釋磷有促進(jìn)作用,通過考察檸檬酸鈉對(duì)ED途徑和EMP途徑的關(guān)鍵酶活性的影響,證實(shí)檸檬酸鈉可以通過調(diào)節(jié)糖原降解途徑從而促進(jìn)磷酸鹽的釋放。 熱處理也是一種能夠使污泥釋放磷酸鹽的有效方法,考察了不同的熱處理溫度下聚磷好氧顆粒污泥的磷、碳、氮的釋放特性。通過對(duì)比厭氧釋磷和熱處理釋磷兩種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種將這兩種污泥釋磷方法相結(jié)合的污泥厭氧-熱處理集成工藝,將熱處理過程中釋放的有機(jī)物作為厭氧釋磷所必需的碳源,可以降低厭氧釋磷添加藥劑的成本,以及污泥熱處理后有機(jī)物的排放量�；诜�(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下各物質(zhì)的質(zhì)量平衡關(guān)系,建立了該工藝的數(shù)學(xué)模型,并通過批次實(shí)驗(yàn)確定了各工藝參數(shù)。按照已確定的工藝參數(shù),研究了該工藝的實(shí)際運(yùn)行性能,結(jié)果表明該工藝可以使污泥釋放出59%的磷用于回收,處理后的污泥質(zhì)量降低了37.7%,與單獨(dú)應(yīng)用熱處理釋磷方法相比有機(jī)物排放量降低了43.5%。
【圖文】：

而不溶性的磷沉積在深海處，只有在發(fā)生海陸變遷，海底變?yōu)殛懙睾蟛庞锌赡茉俅畏祷氐疥懙亍Ｕ鐖D1-1 所描述的磷在自然界中的循環(huán)途徑，可以看出，磷在生物圈中絕大部分是單向流動(dòng)的，從而成為一種不可再生的寶貴資源[1-2]。1.1.2 磷礦資源的儲(chǔ)備及消耗根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)，2002 年全世界已探明的磷酸鹽礦石儲(chǔ)量約 170億噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)量近 500 億噸[3]。雖然世界上磷礦石的儲(chǔ)量較為豐富，但是由于天然磷礦石具有不可再生性，而且每年的開采量都在不斷上漲，使得天然磷礦石儲(chǔ)量日益枯竭。圖 1-2 中[4]顯示了專家對(duì)未來幾十年內(nèi)世界磷礦石的年消耗量與可供開采時(shí)間的預(yù)測(cè)，據(jù)圖中數(shù)據(jù)顯示，如果每年磷礦石的預(yù)計(jì)用量按 3%的年增長(zhǎng)速率預(yù)測(cè)，2050 年時(shí)磷礦石的年消耗量將達(dá)到 1.7 億噸，到 2065 年全球的磷礦資源將完全耗盡；如果按 2%的增長(zhǎng)速率預(yù)測(cè)

3圖 1-2 世界磷礦石的預(yù)測(cè)消耗量與可供開采時(shí)間[4]1.1.3 磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素磷是不可再生的寶貴資源，同時(shí)卻又是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素。人類對(duì)環(huán)境資源的不斷開發(fā)與利用，使得大量含有氮和磷的生活污水和工業(yè)廢水排放到水體中，增加了水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷，導(dǎo)致藻類的迅速生長(zhǎng)，，從而導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。水體中磷的來源主要包括自然來源和人為來源兩種，其中自然來源包括：天然礦石中的磷在自養(yǎng)產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的磷；動(dòng)植物殘?bào)w腐敗后產(chǎn)生磷進(jìn)入水體。人為來源是磷進(jìn)入水體中的主要來源，包括：(l) 生活污水
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2666836