泥膜復(fù)合強化污水生物脫氮技術(shù)應(yīng)用及其機理研究.pdf

1、在懸浮活性污泥與懸浮生物載體表面的生物膜共同作用下，泥膜復(fù)合工藝可以有效提高系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，達(dá)到提高系統(tǒng)處理效果和處理出水水質(zhì)的目的。因此根據(jù)實際生產(chǎn)應(yīng)用開展研究，并結(jié)合靜態(tài)過程試驗研究，探討泥膜復(fù)合強化系統(tǒng)生物脫氮的途徑及其反應(yīng)機制，分析懸浮生物載體生物膜對于活性污泥脫氮性能的影響，為泥膜復(fù)合強化生物脫氮處理技術(shù)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。并從分子生物學(xué)方面，分析活性污泥與懸浮生物載體生物膜中微生物的多樣性、優(yōu)勢菌種及脫氮微生物菌群構(gòu)成，

2、揭示泥膜復(fù)合強化生物脫氮的機理，為提高污水生物脫氮除磷效率與運行穩(wěn)定性問題提供理論指導(dǎo)。本論文研究結(jié)果表明:
　　(1)通過對青島市團島污水廠2015年6月至2016年5月全年生化池運行狀況以及進(jìn)出水條件進(jìn)行分析:其全年平均進(jìn)水量為73675m3/d，平均有機負(fù)荷為0.75kgCOD/(m3·d)，平均污泥濃度為4821 mg/L。泥膜復(fù)合系統(tǒng)COD、NH4+-N、TN、TP平均進(jìn)水濃度分別為737mg/L、54.74mg/L、7

3、6.23mg/L、29.7mg/L，平均出水濃度分別為27mg/L、1.21 mg/L、8.59mg/L、2.25mg/L，其平均去除率分別為96.12％、97.24％、88.38％、95.42％。泥膜復(fù)合系統(tǒng)處理效果良好且穩(wěn)定，尤其是脫氮效果良好。在本系統(tǒng)內(nèi)存在厭氧反應(yīng)過程氨氮去除和好氧反應(yīng)過程同步硝化反硝化現(xiàn)象。
　　(2)針對實際系統(tǒng)活性污泥厭氧反應(yīng)區(qū)段脫氮規(guī)律研究結(jié)果表明:①在氨氮濃度較低且有機物質(zhì)充足的進(jìn)水條件下有助于活

4、性污泥厭氧反應(yīng)區(qū)段氨氮氧化現(xiàn)象的發(fā)生。隨著進(jìn)水有機物負(fù)荷的升高，氨氮的去除率也隨之升高，當(dāng)有機負(fù)荷達(dá)到1.2kg/m3·d時，氨氮的去除率為21.95％;當(dāng)進(jìn)水的氨氮負(fù)荷為0.02 kg/m3·d時，氨氮的去除率為20.43％，而后隨著進(jìn)水中氨氮負(fù)荷的增高，氨氮的去除率隨之降低。②在復(fù)氧程度較高的微氧環(huán)境下，氨氮氧化率有效提高，在攪拌強度為250r/min時溶解氧濃度達(dá)到0.3mg/L，氨氮的去除率達(dá)到了19.74％。
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5、泥膜復(fù)合系統(tǒng)好氧反應(yīng)區(qū)段同步硝化反硝化現(xiàn)象研究結(jié)果表明:溶解氧濃度、碳氮比以及污泥濃度是影響同步硝化反硝化的重要因素。①當(dāng)溶解氧為2mg/L時，氨氮去除率達(dá)到82.13％，SND率達(dá)到了56.8％，但是溶解氧濃度＞2mg/L時，增加的只是系統(tǒng)的氨氮氧化性能，對SND率幾乎不再有顯著影響。②碳氮比為3的條件下氨氮去除率為76.98％，SND率為47.16％，當(dāng)碳氮比＞3時，有機負(fù)荷較高，微生物對于溶解氧的競爭加劇，影響硝化性能致使氨氮去除

6、率顯著下降。③隨著活性污泥濃度的增加，SND率也隨之升高，當(dāng)活性污泥濃度為5g/L時氨氮去除率為98.68％, SND率也達(dá)到了最大值76.98％，而后隨著活性污泥濃度的增加，SND率與氨氮去除率均隨之下降。
　　(4)利用Miseq高通量測序?qū)δ嗄?fù)合系統(tǒng)微生物結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明:①懸浮生物載體生物膜的微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性高于活性污泥，但活性污泥的微生物群落生態(tài)優(yōu)勢度高于懸浮生物載體生物膜?；钚晕勰嘀形⑸锝Y(jié)構(gòu)組成較為集中，懸浮

7、生物載體生物膜的微生物結(jié)構(gòu)比較豐富且均勻度較高。②當(dāng)水溫為15℃～20℃時，脫氮功能菌總數(shù)占所有細(xì)菌總數(shù)的比例較高，保證良好的硝化性能。③Nitrosomonas屬在活性污泥與懸浮生物載體生物膜中比例均較高，并且在活性污泥及懸浮生物載體生物膜中均發(fā)現(xiàn)了Haliscomenobacter的存在，這也為厭氧反應(yīng)區(qū)段活性污泥氨氮去除提供客觀條件。④懸浮生物載體生物膜相對于活性污泥而言，對于亞硝酸氧化細(xì)菌擁有更強的富集能力，尤其是Nitrosp