【摘要】：目前在污水處理過程中,出水磷負荷超標(biāo)的問題頻發(fā),這使得受納水體富營養(yǎng)化情況嚴(yán)重,但同時磷又是需要回收利用的不可再生資源。通過側(cè)流磷回收工藝可以有效解決我國污水處理廠面臨的磷負荷超標(biāo)問題,實現(xiàn)污水中磷資源的回收利用。已有研究表明,從主流系統(tǒng)中過量剝離回收磷會造成整個生物除磷系統(tǒng)的瓦解,從而導(dǎo)致磷資源的可持續(xù)性回收鏈中斷。因此為了科學(xué)有效地實現(xiàn)側(cè)流磷回收工藝,有必要多方面了解側(cè)流操作對生物除磷系統(tǒng)的影響,探究適用于側(cè)流磷回收的操作條件。本課題采用厭氧/好氧交替運行SBR反應(yīng)器,以實驗配置污水為進水,在30d內(nèi)進行厭氧富磷上清液旁引磷回收實驗,每天的第二個周期作為側(cè)流周期。在側(cè)流過程中分別探究不同化學(xué)藥劑、含氧碳源在混合碳源中所占比、碳源受限程度對生物除磷特性、磷回收潛能以及微生物菌群結(jié)構(gòu)水平帶來的影響,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合胞外聚合物(EPS)的蓄磷功能對其中的原因進行進一步分析。結(jié)果顯示:短期內(nèi)100%側(cè)流,可以實現(xiàn)113%~141%的進水磷量回收,并對COD、氨氮的去除不造成影響,同時維持系統(tǒng)TP的去除率在95%以上。停止側(cè)流后TP的去除率會發(fā)生一定的波動,但后續(xù)可以快速恢復(fù)。側(cè)流過程中EPS的分泌量會增加,但EPS中的貯磷量(EPSTP)既有可能增加也有可能減少。當(dāng)C/N/P=100/20/10時EPS_(TP)減少45.84%,當(dāng)C/N/P=200/20/10時EPS_(TP)增加35.7%。不同乙酸鈉(NaAc)/葡萄糖(Glc)、C/N/P下的污泥系統(tǒng)受側(cè)流操作影響增加的EPS量有所不同。當(dāng)C/P≤30時,1/4周期側(cè)流的運行模式可以有效恢復(fù)其聚磷損失,強化其生物攝磷能力,維持穩(wěn)定的厭氧釋磷率。側(cè)流磷回收操作會對主流的污泥微生物系統(tǒng)造成沖擊,導(dǎo)致生物菌落結(jié)構(gòu)水平以及生物多樣性發(fā)生變化。其中發(fā)揮主導(dǎo)作用的Rhodocyclaceae相對豐度會在側(cè)流過程中下降72.12%~86.07%,受側(cè)流影響明顯,停止側(cè)流后,其所占比例恢復(fù)情況與側(cè)流前生物群落結(jié)構(gòu)水平及進水條件有關(guān)。在本次研究中C/N/P=100/20/10和NaAc/Glc=3/1時,Rhodocyclaceae的富集程度以及恢復(fù)速度最快。
【圖文】：

景地球上不可再生的寶貴資源，不僅參與各種各樣而且是生物體內(nèi) ATP、RNA、DNA 的核心構(gòu)成部中起著重要作用。隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，磷在工業(yè)、泛的使用。磷參與在自然環(huán)境，人類活動的方方污染問題。磷酸鹽礦石是其在自然界的主要存在形的磷資源僅夠人類再使用上百年時間，且以目前左右的磷資源。因此研究磷資源回收利用技術(shù)，，對資源缺乏危機十分必要。界中的磷天然水中磷以有機磷（OP）、無機磷（IP）和 PHP 主要包含核酸、卵磷脂以及植素；IP 主要是與如 Na+、Mg2+及 Ca2+等。P 是保證生物體系正常自然界中被不斷循環(huán)利用，如圖 1-1[2]所示。

天然水體中的各種磷形態(tài)可以進行相互完整的動態(tài)體系。源危機在全球的分布情況呈現(xiàn)極度不均衡的地域特性，是非洲，超過 80%的磷礦集中分布在此，這其中又在摩洛哥和西撒哈拉。目前按照經(jīng)濟儲量排序，摩次是南非、約旦和美國[3]。石的廣泛用途，世界各國對此的開發(fā)速度逐年遞圖 1-2 的全球磷消費結(jié)構(gòu)[3]可知，在磷肥生產(chǎn)方面66%，其余主要用于洗滌劑以及其他磷化工產(chǎn)品等全球 620 億的磷資源儲存量中，僅有 150 億是可伴隨著人口數(shù)量的快速增長，各個國家對磷肥需求度增長，照這樣估計，全球的磷礦石資源只夠人類礦石資源在現(xiàn)如今的開發(fā)速度下，正在一步一步措施，人類即將面臨嚴(yán)峻的“磷荒”問題。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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本文編號：2704637