【摘要】：污水廠碳源過低現(xiàn)象普遍存在,這使污水廠的傳統(tǒng)脫氮除磷工藝處理的污水難以達標排放。短程反硝化除磷較傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝能夠節(jié)約碳源的消耗并實現(xiàn)氮磷的同步去除,是低碳源污水脫氮除磷的新方法。文章以厭氧+好氧/缺氧交替和厭氧+低溶解氧兩種運行方式啟動短程反硝化除磷,在進水COD、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P濃度分別為100 mg/L、25 mg/L、3.3 mg/L的低C/N、C/P環(huán)境下運行。通過周期內(nèi)污染物濃度變化、胞內(nèi)物質轉化、各菌種的反應速率等參數(shù)分析了兩種運行方式的差異性。另外還探究了超聲波輻照對厭氧+好氧/缺氧交替運行的短程反硝化除磷的影響。研究表明厭氧+好氧/缺氧交替和厭氧+低溶解氧兩種運行方式均能成功啟動短程反硝化除磷,分別在56 d和23 d達到穩(wěn)定,穩(wěn)定運行后出水PO_4~(3-)-P的平均濃度分別為0.27mg/L和0.19 mg/L,出水TIN的平均濃度分別為6.81 mg/L和8.21 mg/L。雖然兩種運行方式的處理效果較為接近,但是兩種運行方式厭氧階段結束后PO_4~(3-)-P平均濃度分別為40.34 mg/L和30.79 mg/L,周期運行中ΔPHB(聚羥基丁酸)分別為+8.03 mg/g MLSS和-7.30 mg/g MLSS,以NO_2~--N為電子受體的比缺氧釋磷速率分別為5.44 mg P/(g MLSS·h)和4.51 mg P/(g MLSS·h),這些參數(shù)均表明在厭氧+低溶解氧的條件下聚磷菌(PAO)活性更差,反應器運行工況不穩(wěn)定。通過低強度超聲波輻照后,反應器穩(wěn)定時的出水的水質提高,PO_4~(3-)-P和TIN分別降低了53.3%和36.8%,同時造成了污泥減量的效果,污泥MLSS降低了12.4%。在超聲波的輻照下NOB活性降低,比亞硝酸鹽氧化速率降低了51.11%。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703
【圖文】：

圖 1.1 短程硝化與全程硝化脫氮的差異性硝化工藝的關鍵在于抑制 NO2--N 氧化為 NO3--N，目前實現(xiàn)短程硝下幾種：低溶解氧控制 AOB（0.2-1.5 mg/L）的氧半飽和常數(shù)比 NOB（1.2-1.5 mg/L）低持反應器好氧階段處于低溶解氧的狀態(tài)，使 AOB 依舊能夠進行氨氧 進行 NO2--N 氧化的能力被抑制，以實現(xiàn)短程硝化。不同條件下存 閾值，在高于閾值后將不能實現(xiàn)短程硝化，不同 DO 閾值如表 1.2 所圍內(nèi)，DO 增大導致實現(xiàn)短程硝化的時間延長，但 DO 減小將使[11]。表 1.2 低溶解氧控制短程硝化閾值圍（mg/L） 溫度（℃） NH4+-N 濃度（mg/L） DO 閾值（mg/L5~1.50[11]21~23 70 1.25

進行吸磷[57-58]，雖然這兩類 PAO 均能進行短程反硝化除磷，但是 PAOⅡ才是短程反硝化除磷的主要菌種。Zeng 等[59]發(fā)現(xiàn)在將反硝化除磷轉化為短程反硝化除磷后，污泥中的 PAOⅠ全部被淘汰。Wang 等[60]也觀察到在短程反硝化除磷的 SBR反應器中 PAOⅡ占 PAO 的 72%。本文將使用 NO2--N 作為電子受體進行缺氧吸磷的 PAO 統(tǒng)稱為短程反硝化聚磷菌（NDPAO，Nitrosation Denitrifying PhosphorusAccumulating Organisms）。NDPAO 代謝方式如圖 1.2 所示。在厭氧狀態(tài)下，聚磷（Poly-P）和聚糖（Gly）分解為磷酸鹽和丙酮酸并產(chǎn)生能量（以 ATP 表示），磷酸鹽攜帶質子推動力（以H+表示）從細胞中放出，使揮發(fā)性脂肪酸（VFA）能在質子推動力（以 H+表示）的幫助下進入細胞[61]。VFA 進入細胞后消耗 ATP 合成乙酰輔酶 A，之后乙酰輔酶A利用丙酮酸分解產(chǎn)生的還原力（以NADH++H+表示）合成聚羥基烷酸（PHA）。在缺氧狀態(tài)下，PHA 分解生成乙酰輔酶 A 進行三羧酸（TCA）循環(huán)以產(chǎn)生 ATP和 NADH++H+，磷酸鹽在質子推動力作用下進入細胞并消耗 ATP 合成聚磷以完成除磷作用，同時 NO2--N 利用 NADH++H+還原為 N2O 和 N2以達到反硝化的目的。

注：使用反應器分別為：(a)A2/O、(b)雙泥 A2/O、(c)SBR、(d)A2N圖 1.3 短程反硝化除磷的典型運行方式目前研究的短程反硝化除磷的脫氮除磷效果如表 1.4 所示。在四種運行方式中雙污泥系統(tǒng)的序批式反應器能依次進行有機物去除、短程硝化、短程反硝化除磷三個步驟，表現(xiàn)出較好的脫氮除磷效果。相比于序批式反應器，連續(xù)式反應器進行短程反硝化除磷需要回流的硝化液提供電子受體，而硝化液來源于反應器好氧的出水，反應器出水必須保證一定的 NO2--N 濃度，這使得連續(xù)式反應器脫氮效果比序批式反應器差。在單污泥系統(tǒng)的連續(xù)式反應器中于好氧池后增加間歇曝氣池能夠有效的改善處理效果，增加的間歇曝氣池除了對污染物進行深度去除外，間歇曝氣池在停曝階段通過沉淀作用延長 SRT 并將較輕的絲狀菌和死泥由上部排出反應器以維持污泥活性，SRT 的延長有利于 NDPAO 的生長[110]。羅亞紅等[111]發(fā)現(xiàn)缺氧吸磷速率和好氧吸磷速率的比例在增加間歇曝氣池后由62.07%提高至 95.69%，而間歇曝氣運行能夠抑制 NOB 的活性維持短程硝化的運行。Dong等[112]在增加間歇曝氣池后檢測到AOB 占AOB 和NOB 之和的比例由 3.7%

【參考文獻】

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本文編號：2754200