基于能量代謝分析的復(fù)合鐵酶促活性污泥強(qiáng)化硝化功能機(jī)制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著水環(huán)境污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，生物脫氮除磷技術(shù)已成為城市污水處理的關(guān)鍵技術(shù)。但是現(xiàn)有的以活性污泥法為主體的污水生物脫氮除磷技術(shù)普遍存在著運(yùn)行穩(wěn)定性差、脫氮除磷效率低以及低溫硝化等技術(shù)性難題，因此研究開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的污水生物脫氮除磷技術(shù)，對(duì)解決現(xiàn)有污水處理技術(shù)存在的問(wèn)題和從根本上解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題均具有重要意義。
　　復(fù)合鐵酶促活性污泥技術(shù)是由青島理工大學(xué)污水處理與資源化課題組研究提出的，該技術(shù)通過(guò)鐵離子介入微生物生

2、化反應(yīng)與能量代謝過(guò)程，強(qiáng)化鐵離子參與電子傳遞作用與酶促反應(yīng)激活劑作用，提高微生物活性，從而提高生物脫氮除磷效率，從根源上解決低溫硝化等諸多問(wèn)題，是一種新型高效的污水處理技術(shù)。
　　實(shí)驗(yàn)以序批式反應(yīng)器為研究對(duì)象，分兩種水質(zhì)對(duì)不同含鐵量的活性污泥小試系統(tǒng)進(jìn)行研究。分別在20℃、12℃溫度下考察了不同含鐵量的活性污泥系統(tǒng)與普通活性污泥系統(tǒng)脫氮除磷效率、CODCr的去除率、微生物活性、能量代謝以及電子傳遞體系活性，并對(duì)系統(tǒng)受到破壞后其處理

3、效果及代謝活性的恢復(fù)能力進(jìn)行重點(diǎn)研究，同時(shí)還考察了不同活性污泥系統(tǒng)內(nèi)硝化細(xì)菌的最大比增長(zhǎng)速率和硝化活性，從而進(jìn)一步明確復(fù)合鐵酶促活性污泥強(qiáng)化硝化的作用機(jī)制，為該技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)在人工配水進(jìn)水條件實(shí)驗(yàn)研究中，復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)的脫氮除磷效率、CODCr去除率均優(yōu)于普通活性污泥系統(tǒng)，且鐵對(duì)活性污泥處理能力和微生物活性的促進(jìn)作用隨含鐵量增大而增大，含鐵量5％，促進(jìn)效果最顯著，含鐵量

4、超過(guò)5％，促進(jìn)作用會(huì)下降。20℃、12℃工況時(shí)，含鐵量5％的活性污泥的脫氫酶活性、ATP水平、電子傳遞體系以及比硝化速率較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高了33.2％和40.1％、31.2％和33.5％、34.1％和44.3％、17.3％和35.2％，NADH分別降低19.48nmoL/gVSS和26.99nmoL/gVSS。
　　(2)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中，復(fù)合鐵酶促活性污泥恢復(fù)周期較普通活性污泥系統(tǒng)短，含鐵量5％時(shí)恢復(fù)能力最快，含鐵量1％、

5、3％、7％的均優(yōu)于普通活性污泥，但均低于含鐵量5％的。啟動(dòng)第1天，含鐵量5％的復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)的脫氮、除磷效率，好氧階段的脫氫酶活性、電子傳遞體系活性與普通活性污泥相比分別提高15.2％、18.7％、73.3％、41.8％。穩(wěn)定以后，其脫氮除磷效率分別提高提高9.4％、11.4％，好氧階段的脫氫酶活性和電子傳遞體系始終保持45.0％、37.0％，NADH含量也降低15.1％。受污泥的儲(chǔ)存條件影響，厭缺氧階段的活性污泥微生物活性明顯

6、比好氧階段恢復(fù)的更快。脫氮能力在實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)后5天恢復(fù)，而除磷能力在3天恢復(fù)，因此，厭氧低溫保存對(duì)活性污泥除磷能力的抑制較脫氮能力弱。
　　(3)在實(shí)際生活污水進(jìn)水條件實(shí)驗(yàn)研究中，復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)在脫氮除磷效率以及CODCr去除率均優(yōu)于普通活性污泥系統(tǒng)，且含鐵量5％的最佳。20℃、12℃工況時(shí)，含鐵量5％活性污泥系統(tǒng)的氨氮去除率、磷酸鹽去除率及CODCr去除率較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高了7.3％和10.9％、9.0％和13.4％

7、、6.5％和8.4％，其脫氫酶活性、ATP水平、電子傳遞體系活性較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高36.2％和37.2％、35.5％和37.6％、28.4％和29.8％，而好氧階段的NADH含量則分別降低了13.37nmoL/gVSS和21.37nmoL/gVSS。溫度為20℃、16℃、12℃和8℃時(shí)，含鐵量1％、3％、5％、7％的活性污泥系統(tǒng)的最大比增長(zhǎng)速率和比硝化速率都要高于普通活性污泥，含鐵量5％的復(fù)合鐵酶促活性污泥的最大比增長(zhǎng)速率和比硝