SBR系統(tǒng)在低溫條件下的廢水生物除磷性能及除磷途徑分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、生物除磷工藝是一種經濟有效地控制水體富營養(yǎng)化的手段,在全世界范圍的污水處理廠被廣泛應用。但在實際工程中,生物除磷工藝穩(wěn)定性較差。溫度是影響生物除磷工藝的重要參數(shù),在溫度低于10℃的低溫環(huán)境,有大量生物除磷失效的報道。本研究考察了低溫運行的生物除磷系統(tǒng)的性能,分析低溫條件下生物除磷反應器中的微生物群落結構、功能微生物、聚磷污泥活性以及磷去除途徑的特異性,從生物去除和生物誘導的化學去除等方面分析低溫對磷的去除機制的影響。
  在5℃條

2、件下啟動生物除磷反應器,發(fā)現(xiàn)低溫條件下通過A/O方式運行的SBR可以實現(xiàn)聚磷菌在反應器中的富集,反應器啟動所需的時間為31d。溫度越低,反應器啟動需要的時間和污泥齡越長。5℃的生物除磷反應器在穩(wěn)定運行后,對磷酸鹽的去除率在85%左右,15℃的SBR除磷效率為95%,而25℃的除磷反應器磷酸鹽的平均去除率為78%。
  污泥齡對低溫生物除磷系統(tǒng)的性能有很大影響。在5℃,將反應器的污泥齡從30d降到15d后,生物除磷的性能嚴重惡化,聚

3、磷菌逐漸從反應器中被洗出。通過模型計算低溫生物除磷反應器適宜的污泥齡,發(fā)現(xiàn)5℃時生物除磷反應器的洗出污泥齡為12d,穩(wěn)定污泥齡為18d,即在5℃要獲得穩(wěn)定高效的生物除磷性能,必須保證反應器的污泥齡在18d以上。
  低溫生物除磷系統(tǒng)中聚磷菌的代謝受到了pH的影響。厭氧釋磷能力隨著pH的升高而加強。pH在6和8之間變化時,乙酸吸收和PHB的合成能力也隨著 pH升高而加強,但是當pH升高到8.5時,聚磷酸鹽分解釋放的能量主要用于克服細

4、胞膜兩側電勢差(?Δ),導致 PHB合成動力不足,從而抑制了好氧段磷的吸收。在 pH為8時,生物除磷系統(tǒng)實現(xiàn)了充分的釋磷和吸磷,并取得了最好的除磷效果。在不同 pH下長期運行生物除磷反應器,發(fā)現(xiàn) pH影響了生物除磷系統(tǒng)的微生物種群結構。在酸性條件下(pH為6)長期運行的生物除磷系統(tǒng)中聚糖菌大量存在;而 pH為8時,聚磷菌在活性污泥中占有優(yōu)勢地位。
  發(fā)現(xiàn)低溫條件下 EPS對磷的去除起重要作用。5℃時,平均每個運行周期通過 EPS

5、去除的磷達到2.4mg,EPS去除的磷占磷去除總量的13%。而15和25℃通過磷酸鹽沉淀在 EPS表面富集而去除的磷分別占磷去除總量的4.2%和4.8%。低溫條件下有利于磷酸根與金屬結合生成沉淀并附著在 EPS中。在不同溫度生物除磷系統(tǒng)中,通過微生物代謝和聚磷菌過量吸收進行的胞內磷去除均占主導作用,達到磷去除總量的80%以上。在15℃,生物除磷系統(tǒng)通過微生物的胞內作用去除的磷最多,典型周期 SBR反應器通過微生物的胞內作用去除的磷為18

6、.2mg,除磷效率也達到了95%。
  應用分子生物學技術考察了低溫運行的生物除磷系統(tǒng)在微生物群落結構和功能微生物的特異性。FISH技術結合反應器運行的結果顯示,5℃條件下,較短的污泥齡(15d)容易造成聚磷菌洗出,維持較長的污泥齡有利于聚磷菌的富集。5℃,污泥齡為30d的生物除磷反應器中聚磷菌含量最高,在活性污泥微生物中約占64.3%。應用PCR-DGGE技術考察了溫度對生物除磷系統(tǒng)功能微生物的影響,發(fā)現(xiàn)不同溫度的生物除磷反應器

7、功能微生物有差異,5、15和25℃條件下運行的的生物除磷反應器中都存在的功能微生物為Uncultured beta proteobacterium gene for16S rRNA clone:OS1L-4和Gemmatimonas aurantiaca。Uncultured actinobacterium clone GCP18大量存在于25℃的生物除磷反應器中,在5℃的生物除磷反應器中,Tetrasphaera elongata的含

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