發(fā)布時間：2016-12-10 08:23

  本文關(guān)鍵詞：外在條件對SBR生物除磷的影響及聚磷菌內(nèi)在響應機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安建筑科技大學》 2015年

外在條件對SBR生物除磷的影響及聚磷菌內(nèi)在響應機制研究

韓瑋  

【摘要】：強化生物除磷技術(shù)(Enhanced Biological Phosphorus Removal,簡稱EBPR)以其經(jīng)濟性突出而在城市污水處理中得到了廣泛的應用。但生物除磷效果常常波動較大,往往造成城市污水處理廠出水磷濃度不易達標。因此,如何保證污水生物除磷的穩(wěn)定性、進一步提高除磷效率是目前工程實踐中有待解決的一個課題。由于人們對生物除磷機理認識還不透徹,對影響生物除磷效率的內(nèi)外環(huán)境因素也并不完全掌握,因此往往在設(shè)計和工程運行調(diào)控上都存在一定的盲目性,難以確保生物除磷系統(tǒng)的穩(wěn)定與高效運行。本課題通過控制進水方式、改變磷酸鹽濃度與污泥齡等外在條件,在SBR生物除磷系統(tǒng)中對污水COD與污泥中聚-β-羥基鏈烷酸酯(Poly-β-hydroxyalkanoate,簡稱PHA)之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律,以及PHA與生物聚磷效能之間的關(guān)系進行了研究,旨在通過試驗揭示影響生物除磷效率的內(nèi)在因素和生物除磷的機制,為提高生物除磷系統(tǒng)的可控性提供理論依據(jù)。采用模擬生活污水,分別對以厭氧/好氧(A/O)、厭氧/缺氧/好氧(A/A/O)和厭氧/缺氧(A/A)方式運行的實驗室規(guī)模SBR生物除磷系統(tǒng)的運行結(jié)果進行了檢測,研究了不同進水方式、磷酸鹽濃度、污泥齡對生物合成PHA以及生物除磷效率的影響。研究結(jié)果表明:(1)采用進水不投加磷酸鹽,缺氧投加磷酸鹽的進水方式有利于A/A-SBR反硝化除磷系統(tǒng)的啟動。(2)污泥齡能夠改變聚磷菌胞內(nèi)PHA的物質(zhì)組成。延長污泥齡能夠提高外碳源利用率,提高污泥中的PHA含量,提高PHV在PHA中所占的比例,并縮短聚磷所必須的好氧時間。當污泥齡分別為12d和20d時,外碳源利用率分別達到34%和74%。當污泥齡為12d、20d和48d時,污泥中PHA合成量分別達到26.9mgPHA/gVSS、51.9mgPHA/gVSS和73.9 mgPHA/gVSS;PHV占PHA的比例分別為31%、58%和68%;水中磷酸鹽濃度達到0.5mg/L所需的好氧反應時間分別為60min、45min和30min。(3)胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,簡稱EPS)具有一定的儲磷能力,不同的生物除磷工藝其胞外聚合物的除磷能力大小不同。在A/O-SBR除磷系統(tǒng)中,胞外聚合物含磷量呈現(xiàn)周期變化,在反應結(jié)束時恢復到初期的水平。活性污泥中的磷在細胞內(nèi)和胞外聚合物中的分配比例會隨污泥齡的變化而變化。當污泥齡為12d時污泥中的磷有40%儲存于胞外聚合物中,而污泥齡達到20d以上時,污泥中的磷僅有20%儲存于胞外聚合物中,其余的80%被細胞吸收。論文認為:(1)正是由于除磷機制不同,對于A/A-SBR反硝化除磷系統(tǒng),以二次進水方式向除磷系統(tǒng)中投加含磷廢水有利于系統(tǒng)的啟動和長期穩(wěn)定運行。(2)污泥PHA消耗量與污泥吸磷量之間并非線性相關(guān)關(guān)系。對于進水COD濃度約為450mg/L的A/O-SBR除磷系統(tǒng),每消耗1gPHA能夠吸收的磷酸鹽最多可達0.88g,活性污泥吸磷量最大可達0.45mgP/mgVSS。當磷負荷過高時,通過調(diào)節(jié)厭氧時間能夠提高系統(tǒng)的除磷率。(3)延長污泥齡能夠提高聚磷菌對外碳源的利用率,提高污泥中PHA含量,并提高PHV在PHA中所占的比例。長泥齡下的A/O-SBR除磷系統(tǒng)不僅能夠穩(wěn)定運行,而且能夠減少剩余污泥產(chǎn)量。(4)胞外聚合物含磷量多少由不同的除磷工藝和運行條件來決定。胞外聚合物在生物除磷中的作用主要是調(diào)節(jié)厭氧釋磷和好氧吸磷時的細胞膜外磷酸鹽濃度,緩和液相高磷負荷對聚磷菌的不利影響等輔助作用。通過調(diào)節(jié)污泥齡能夠改變磷在細胞內(nèi)和胞外聚合物中的比例。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703;X172
【目錄】：

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