活性污泥-生物膜復(fù)合系統(tǒng)脫氮除磷試驗(yàn)研究.pdf

1、針對(duì)活性污泥法在運(yùn)行過程中脫氮除磷對(duì)污泥齡要求存在差異的問題，結(jié)合生物膜法有利于生長(zhǎng)世代較長(zhǎng)的微生物的特點(diǎn)，將生物膜填料投加到活性污泥反應(yīng)器中，設(shè)計(jì)出了活性污泥-生物膜復(fù)合工藝(Hybrid)，以SBR反應(yīng)器為參照，確定了最佳運(yùn)行模式，從碳氮比和懸浮態(tài)污泥齡(SRT)兩方面考察反應(yīng)器的脫氮除磷性能，得出了最佳運(yùn)行工況，從動(dòng)力學(xué)參數(shù)等角度探討了Hybrid系統(tǒng)脫氮除磷的機(jī)理，并對(duì)兩反應(yīng)器內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了微觀的分析研究。
　　

2、 試驗(yàn)原水水質(zhì)為：COD濃度400-800mg/L，NH3-N濃度50mg/L，TP濃度8mg/L。
　　 比較Hybrid系統(tǒng)和SBR工藝在延長(zhǎng)厭氧時(shí)間、好氧時(shí)間和缺氧時(shí)間內(nèi)的脫氮除磷效果，確定厭氧120min/好氧240min/缺氧60min的最佳模式運(yùn)行。
　　 分別考察碳氮比(進(jìn)水COD濃度為400mg/L、600mg/L、800mg/L)對(duì)脫氮除磷效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)C/N=16時(shí)Hybrid和SBR兩

3、個(gè)系統(tǒng)都達(dá)到最佳脫氮除磷效果。在3個(gè)工況下，SBR和Hybrid系統(tǒng)的NH3-N去除率均大于93％，C/N對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)NH3-N的去除影響不大。C/N由8提高到16時(shí)，SBR的TN去除率由65％提高到79％，TP去除率由42％提高到93％，Hybrid的TN去除率由73％提高到86％，TP去除率由32％提高到93％。COD=400mg/L時(shí)，Hybrid系統(tǒng)同步硝化反硝化氮去除量占總氮去除量的18.5％，隨著COD濃度提高，好氧階段脫氮量

4、由COD=400mg/L時(shí)的1.49mg/L提高到COD=800mg/L時(shí)的5.9mg/L，好氧階段的反硝化作用明顯。
　　 采取C/N=16，分別進(jìn)行了懸浮態(tài)污泥齡為5d、10d、20d的對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，Hybrid系統(tǒng)在C/N=16，SRT=10d時(shí)能在一定程度上解決或緩解傳統(tǒng)SBR工藝中硝化和除磷過程對(duì)SRT要求不同的矛盾，為最佳工況。與SBR工藝相比，在Hybrid工藝中，附著態(tài)生物膜SRT相對(duì)獨(dú)立，能夠到達(dá)分離

5、不同泥齡微生物的作用，TP去除率為96％，TN的去除率89％，NH3-N的去除率96％。隨懸浮態(tài)污泥齡的延長(zhǎng)，Hybrid工藝的比硝化速率和反硝化速率有所提高，SBR工藝比硝化速率的平均變化率為57.2％，而Hybrid工藝比硝化速率的平均變化率為26.8％，說明Hybrid工藝對(duì)懸浮態(tài)污泥齡的變化具有較強(qiáng)的緩沖能力。Hybrid系統(tǒng)中懸浮態(tài)污泥對(duì)硝化起主要作用，懸浮態(tài)污泥和生物膜的硝化平均貢獻(xiàn)比1.66，附著態(tài)生物膜對(duì)反硝化和除磷起主

6、要作用，生物膜和懸浮態(tài)污泥的反硝化貢獻(xiàn)比2.19，釋磷貢獻(xiàn)比3.5，攝磷貢獻(xiàn)比3.76。
　　 采用16S rDNA的PCR-DGGE技術(shù)對(duì)SBR反應(yīng)器和Hybrid反應(yīng)器在不同C/N下群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，C/N=16、SRT=20d時(shí)，SBR中出現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)菌種反硝化聚磷菌Dechloromonas sp.，而Hybrid生物膜污泥中多樣性指數(shù)最高3.30，且相似度在3個(gè)工況下為最低值43.4％，出現(xiàn)了去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的菌

7、種Uncultured BacteroidetesFJ828150，且此時(shí)的硝化菌Uncultured Nitrospira sp.優(yōu)勢(shì)明顯，從而到達(dá)最佳的脫氮除磷效果；Hybrid系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)了SBR中沒有的細(xì)菌，如降解有機(jī)物的功能菌有UnculturedSaprospiraceae，脫氮功能菌有Ferribacterium sp.、Uncultured Saprospiraceae、Flavobacterium sp.等，適于在附著生

8、物膜上生長(zhǎng)的有Ignatzschineria sp.，說明Hybrid更具有降解有機(jī)物和脫氮的優(yōu)勢(shì)。
　　 對(duì)SBR反應(yīng)器和Hybrid反應(yīng)器在不同SRT下群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明Hybrid系統(tǒng)在SRT=10d、C/N=16時(shí)，也出現(xiàn)了新的除磷菌種，如Runella屬的除磷功能和Thauera sp.的反硝化聚磷功能，這些使Hybrid工藝的除磷率到達(dá)最大為96％，同時(shí)脫氮功能菌的種群豐富，存在Uncultured Sp