【摘要】：理論上分析,以側(cè)流方式將主流生物處理系統(tǒng)的厭氧段釋磷上清液引至化學(xué)反應(yīng)沉淀池,并以不溶性磷酸鹽的形式進行磷回收,具有可回收磷量大、可減輕好氧段磷負荷、提高后續(xù)生物處理中的COD/P比的優(yōu)點。然而,目前對于這種厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收處理可能會給主流生物處理帶來何種影響,尚無定論,仍需要對其進行深入研究。本文采用不同模擬廢水對實驗室規(guī)模的厭氧-好氧交替運行的SBR和連續(xù)流除磷系統(tǒng)進行厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收實驗,考察了側(cè)流化學(xué)磷回收給生物除磷系統(tǒng)帶來的影響,并對其中的原因進行解析;分析了厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收在生物處理系統(tǒng)中的應(yīng)用條件,并對其運行情況進行討論。本研究豐富了對生物除磷機理的認識,為厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收工藝的開發(fā)提供了指導(dǎo)作用。論文獲得的主要研究結(jié)果如下:1.SBR系統(tǒng)中對厭氧釋磷上清液實施側(cè)流化學(xué)磷回收的頻率為每3周期進行1次,按照鐵鹽和磷酸鹽(Fe:P)物質(zhì)的量比1.4:1投加鐵鹽,275 r/min下快速攪拌30 s,60 r/min下反應(yīng)時間18 min,沉淀20 min的混凝沉淀條件下可實現(xiàn)97%以上的化學(xué)磷沉淀效率,并取得較低的殘余鐵濃度,最大程度降低絮凝劑對后續(xù)生物處理過程的可能危害。2.SBR系統(tǒng)中的厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收可以實現(xiàn)至少31%的進水磷量的回收;同時有效去除有機物,COD去除率為85.70±3.15%,改善SBR系統(tǒng)的污泥沉降性能,降低污泥含磷率;但其對SBR系統(tǒng)中磷酸鹽的去除具有時間效應(yīng),短期內(nèi)促使除磷率由95.26%提高至97.22%,長期運行會對生物除磷產(chǎn)生抑制。連續(xù)流中的厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收可以實現(xiàn)至少34.26%的進水磷量的回收,對COD的去除率為83.06±2.24%;除磷率由93.81%提高至96.14%;但污泥沉降性能變差,側(cè)流停止后的系統(tǒng)除磷性能惡化。生物處理系統(tǒng)中的厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收需要設(shè)置合理的側(cè)流比例以兼顧化學(xué)磷回收與生物除磷性能的穩(wěn)定。3.厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收對生物除磷系統(tǒng)的影響主要是由于降低了污泥胞內(nèi)聚磷顆粒的含量,導(dǎo)致系統(tǒng)中糖原消耗和PHV的合成量增加,化學(xué)計量參數(shù)中Prelease/HAcuptake由0.39 mol-P mol-C-1降至0.1 mol-P mol-C-1,Glycogendegraded/HAcuptake由0.39 mol-C mol-C-1增至1.22 mol-C mol-C-1,PHV/PHA由6%增至22%,聚磷菌代謝模式轉(zhuǎn)向聚糖菌代謝模式;系統(tǒng)中PAOs降至不足1%,GAOs迅速增殖到20%左右,取得對碳源的競爭優(yōu)勢;系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)及其多樣性發(fā)生顯著性的變化,β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria的比重先增加后降低,α-Proteobacteria的比重增加。4.要在生物處理系統(tǒng)中持久性進行厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收,需要滿足下列三個前提:首先,生物處理系統(tǒng)自身的除磷性能要穩(wěn)定;其次,要保證合理的側(cè)流比例;再者,間歇實施化學(xué)磷回收。對滿足條件的生物除磷系統(tǒng)進行側(cè)流比為40%的厭氧釋磷上清液側(cè)流化學(xué)磷回收的實驗結(jié)果表明:系統(tǒng)的生物除磷性能得到強化,除磷率穩(wěn)定在96%以上,并可實現(xiàn)46.7%的進水磷源的回收;污泥活性降低,胞外聚合物組分的變化引起污泥沉降性能變化,SVI值先降低后增加;系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,PAOs的數(shù)量降低但活性增強,在停止側(cè)流磷回收的恢復(fù)期里PAOs可以在競爭中取得優(yōu)勢地位并迅速增殖。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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