SCPR-SM-SBR組合工藝強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污水除磷技術(shù)研究.pdf

1、城鎮(zhèn)生活污水具有較高濃度的氨磷含量，隨著人們對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)注度的提高，如何強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污水中磷的去除也越來(lái)越受到重視?；谇叭说难芯?，本文設(shè)計(jì)了旁側(cè)化學(xué)除磷-浸沒(méi)式MBR-SBR（sidechemicalphosphorusremoval-submergedmembrane-sequencingbioreactor，簡(jiǎn)稱SCPR-SM-SBR）組合工藝，針對(duì)城鎮(zhèn)生活污水強(qiáng)化除磷進(jìn)行研究，取得以下研究成果:
　　本研究以硫酸鋁為絮

2、凝劑，利用響應(yīng)曲面法的中心組合方法探討了Al/P摩爾比、pH值對(duì)厭氧處理后富磷水化學(xué)除磷效率的影響。響應(yīng)結(jié)果表明，旁側(cè)化學(xué)除磷模型選用二次方程模型為宜。針對(duì)厭氧處理后的富磷水，在pH為7-8、化學(xué)除磷效率高于80％的條件下，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，得到最佳Al/P摩爾比為3.26。
　　通過(guò)對(duì)反應(yīng)器的短期運(yùn)行，研究了旁側(cè)化學(xué)除磷上清液pH、進(jìn)水COD濃度、旁側(cè)化學(xué)除磷水量變化對(duì)SM-SBR系統(tǒng)脫氮除磷性能的影響。將SCPR處理后上清液回流

3、至反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)pH降低至7.6，但隨后快速恢復(fù)至7.9，對(duì)SM-SBR系統(tǒng)脫氮除磷性能沒(méi)有產(chǎn)生抑制。在以進(jìn)水COD濃度為206mg/L運(yùn)行時(shí)，出水TP濃度在第5天升高至6.01mg/L，厭氧釋磷后TP濃度從19mg/L迅速降低至6.13mg/L，系統(tǒng)幾乎失去除磷性能;同時(shí)，出水氨氮濃度和TN濃度也迅速增加。因此，工藝運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水COD濃度不宜低于200mg/L。隨著旁側(cè)化學(xué)除磷水量的增加，除磷效率顯著提高。當(dāng)旁側(cè)化學(xué)除磷水量為40％

4、時(shí)，出水TP濃度低于0.5mg/L，氨氮去除率高于95％，TN平均去除率為84.6％，系統(tǒng)內(nèi)硝化和反硝化作用沒(méi)有受到明顯抑制。
　　在短期運(yùn)行優(yōu)化條件的基礎(chǔ)上，反應(yīng)器以SCPR-SM-SBR工藝連續(xù)運(yùn)行102天。引入SCPR段后，出水TP濃度始終低于0.5mg/L，TP去除率高于90％，氨氮去除率保持99％以上，TN去除率無(wú)規(guī)律，但平均值高于70％。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果表明，旁側(cè)化學(xué)除磷有利于提高總磷去除效率，對(duì)聚磷菌生長(zhǎng)無(wú)顯著消極

5、影響，對(duì)硝化和反硝化作用未產(chǎn)生顯著抑制。對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行期間磷去向平衡進(jìn)行分析，結(jié)果表明，反應(yīng)器總磷去除效率為93.5％，其中化學(xué)除磷效率約為32.4％，生物除磷效率約為61.05％。
　　添加SCPR段后，跨膜壓差(TtransmembranePressure，TMP)增長(zhǎng)速率加快，膜污染加快，膜組件需要清洗時(shí)間，由原來(lái)的運(yùn)行26d縮短至23d。污泥粘度逐漸升高，但在一定程度上有利于減輕膜污染。對(duì)污染膜表面進(jìn)行SEM-EDS分析結(jié)果

6、表明，引入SCPR段后，膜表面不僅Al離子含量增加，而且其他離子如Mn、Ca、Mg等含量也增加。這些微量元素在污染層形成過(guò)程中起到吸附架橋作用，會(huì)加速膜污染。由此推測(cè)，添加SCPR段后膜污染速率加快有兩個(gè)原因:一是膜組件負(fù)荷增加，二是沉淀積累在膜表面的微量元素的促進(jìn)作用。為了減輕膜污染，本研究在厭氧段采用N2中洗。試驗(yàn)結(jié)果表明，N2沖洗使清洗周期延長(zhǎng)8天，同時(shí)促進(jìn)了污泥粘度的提高。因此，厭氧段采用N2沖洗可以有效降低膜污染的速率。

7、>　　以qPCR和PCR-DGGE技術(shù)為研究手段，探討了反應(yīng)器運(yùn)行不同階段和位置的污泥中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。qPCR結(jié)果表明，氨加單氧酶基因(amoA)相對(duì)豐度基本穩(wěn)定，解釋了反應(yīng)器一直保持較高的氨氮去除率的原因。亞硝酸鹽還原酶基因nirS和nirK相對(duì)豐度變化不同，而亞硝酸鹽還原酶由nirS或nirK功能基因控制，因此暫時(shí)無(wú)法判定對(duì)脫氮菌群的影響。聚磷酶基因ppK相對(duì)豐度增大，表明生物除磷效率的提高。PCR-DGGE結(jié)果表明，SCP

8、R-SM-SBR工藝長(zhǎng)期運(yùn)行后，硝化菌（Nitrospirasp.）數(shù)量增多，反硝化菌（Thauerasp.、Dechloromonassp.、Ferribacteriumsp.）數(shù)量減少，解釋了反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出的脫氮性能的變化。聚磷菌（CandidatusAccumulibactersp.）增多，成為優(yōu)勢(shì)菌種，表現(xiàn)出生物除磷效果的強(qiáng)化。采用N2沖洗時(shí)，硝化菌（Nitrospirasp.）和反硝化菌（Thauerasp.、Dech