好氧颗粒污泥低温反硝化除磷的影响因素研究王娟

口圈匆胭爪月曰口曰口示目髻犷好氧颗粒污泥低温反硝化除磷的影响因素研究王娟`于水利,张德祥`鲁文杰`山东省城建设计院,济南同济大学环境科学与工程学院,上海哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨摘要以模拟城市生活污水为原水,在低温条件下研究反应器中好氧颗粒污泥反峭化除磷的效能。采用多组平行试验考察了、研一、牙一、破源类型对反峭化除磷的影响。结果表明用乙酸钠作为破源,控制在士,初始峭酸盐浓度为,或初始亚峭酸盐控制在一时,有较理想的脱氮除磷效果。关键词好氧颗粒污泥反峭化聚磷菌低温以吐城加调曲闻旧呷茸而图肉笋硒陌,,,块元,`品召护汕护茗尸人,饭爪傲乙以服才沦召花了九兑“,、余心昭,以二肠耀粥凡找龙厂口陀”留乃么反,肠刀幻,豁`刀动。,以人血饭,扮刀乡如,月改而舒,于殆而,以艺朋周比七舰,”,如飞,林飞尔飞,,,皿加〕尔飞飞诫,士,皿垃哩,吨印袱也盯段飞随着水体富营养化问题的日渐突出,脱氮除磷已成为当今污水处理领域的研究热点之一。好氧颗粒污泥中微生物具有多样性和较强的适应性,为实现同步脱氮除磷提供了前提条件。年,荷兰科技大学的等在试验中观察到在厌氧缺氧交替运行的条件下,易富集一类兼有反硝化及除磷作用的兼性微生物,该微生物能利用氧气和硝酸盐氮作为电子受体,其基于胞内和糖原质上的生物代谢作用与传统法中的相似,人们将此类微生物称为反硝化聚磷菌。国家重点基础研究发展计划项目日。反硝化除磷脱氮是近来颇受关注的一种污水生物处理新技术,在试验室条件下培养出的好氧颗粒污泥含有大量的,控制好影响因素是实现好氧颗粒污泥高效反硝化除磷的关键。材料与方法试验装置和运行方式试验用的污泥是低温条件下士℃在中培养出的好氧颗粒污泥,前期接种的污泥取自哈尔滨市文昌污水处理厂曝气池最未端一格的絮状污泥,该厂采用工艺。平行试验的每个反应器取止颗粒污泥,加人静置一天的自来水,水温也控制在士℃,装置如图所给水排水增刊DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2010.s1.006口旧二日曰目日日目髻犷示。试验分为的厌氧段和的缺氧段,前一直曝氮气,后曝氮气的同时投加硝酸盐造成缺氧环境。曝气量通过转子气体流量计控制在左右。闷追初﹄口气︸一气︸、`︸材弓︸门,,,山栩翻落之月凹……………,尸尸尸骨骨厌氧释磷影响较大,在一定范围内随的升高释磷量也升高,即消耗单位乙酸将会有更多的磷释放。当一士时,释磷量会有所降低,原因可能是出现磷酸盐沉淀。由此可见,一士时反硝化除磷的效果很好,是反硝化除磷的最佳,有文献报道可以作为缺氧吸磷结束的参数`。反应器取样口搅拌器氮气罐冷水箱溶氧仪流量计砂芯曝气头溶氧仪探头图静态试验装置示意试验水质`试验采用人工模拟生活污水,进水控制在左右,一为一,为一,微量元素液。微量元素液图成分为见表。根据考查的影响因素不同,每组平行试验其他药品的投加量也有所不同。表微元素溶液成分时间尹图不同下田一、公的变化曲线气︸,山,,`且侧理曰谕追组分·理〕以〕`··浓度组分浓度一时的亚硝酸盐叫卜时的硝酸盐,功时的亚硝酸盐月时的硝酸盐叫卜日功时的亚硝酸盐心功时的硝酸盐时间面。御以入汇一试验分析项目和检测方法分光光度法测定玖纳氏试剂分光光度法测定一一一蔡基一乙二胺分光光度法测定牙一酚二磺酸光度法测定子一铂锑抗比色法测定犷一。结果与讨论对好氧颗粒污泥反硝化除磷的影响由图、图可以看出,当一士。时,释磷量是,磷的去除率高达,硝酸盐的去除率,整个过程的亚硝酸盐始终保持很低的浓度,脱氮除磷的效果都明显好于其他两组。从三组数据对比可以看出,在好氧颗粒污泥中对图不同下亚硝酸盐的变化曲线丁一浓度对反硝化除磷的影响三组平行试验投加的硝酸盐控制在、、,从图、图可以看到磷的吸收和硝酸盐还原同步进行的现象,即发生了反硝化除磷反应,这也说明传统的厌氧好氧生物除磷工艺培养出的聚磷菌至少部分能够以研一代替作为电子受体除磷,传统的聚磷菌旬飞中已经有反硝化除磷菌的存在。当初始歹一为时磷的去除率最高,并且硝酸盐的去除率高达,又因为亚硝酸盐保持很低的浓度,所以反硝化除磷的效果都比其他三组好,并且比较最终出水的亚硝酸盐浓度,其他三组的反硝化不彻底,转化为亚硝酸盐对水体的危害更大。,给水排水增刊.州`叫产硝酸盆浓度为田见时的碑酸盐硝酸盐浓度为目飞时的碑酸盐硝暇盐浓度为硝酸盐浓度为口创飞时的碑酸盐体,浓度较高时反硝化除磷现象不会发生,这是因为过高浓度时不仅不吸磷还会释磷并影响自身的活性。由图、图可以看出,当亚硝酸盐初始浓度在一时,随浓度的升高,磷的去除率也随之升高,亚硝酸盐的去除率反而降低,可见,反硝化和除磷是两个相互联系又相互矛盾的过程。亚硝酸盐初始浓度时,磷和亚硝酸盐的去除率反而降低,若控制不当会出现亚硝酸盐积累现象。可见,当亚硝酸盐在一时会有比较理想的脱氮除磷效果,过低会影响除磷效果,过高不利于反硝化也会抑制吸磷。闷、飞的日︺绍翻猫月锄时间面」”吓月卜亚硝酸盐浓度为口创】寸的碑酸盐闷卜亚硝酸盐浓度为口叭时的脚酸盐的碑酸盐的碑酸盐︺谕日︸侧翅不同〔矛一浓度下磷酸盐、残的变化曲线月卜硝麟盐浓度为口留时的亚硝酸盐川卜硝酸盐浓度为时的硝酸盐`,硝酸盐浓度为目飞时的亚硝酸盐,`硝酸盐浓度为乡飞时的硝酸盐《今硝酸盐浓度为目工时的亚硝酸盐气心十硝酸盐浓度为玲叭时的硝酸盐闷劫日、侧胜时间口时间图不同咙一浓度下磷酸盐的变化曲线巧闷劫日︸翻罄圳目图不同了一浓度下亚硝酸盐的变化曲线如果厌氧段存在万一,反硝化菌就能优先利用碳源进行反硝化反应而抑制甲的释磷和的合成,这样就与产生对有机底物的竞争,合成少量的,影响缺氧段的吸磷,除磷效果不好。如果缺氧段投加的了一少,等矛一消耗完后会造成厌氧环境,若还存在有机物,〕会重新释磷,这就是“二次释磷”现象圈。因此,研一作为电子受体的投加量一定要适当。牙一浓度对反硝化除磷的影响四组平行试验投加的亚硝酸盐控制在、哩、哩、,当进水初期吓一浓度太高时,容易造成亚硝酸盐积累,从而影响吸磷效果。反硝化菌会与形成对硝态氮的竞争,故在反硝化除磷系统中,反硝化菌与归是一对矛盾体,比值会影响这两类菌的生长,所以,控制比值实际上就是控制了反硝化菌和皿〕的优势生长仁〕。由试验可知,低浓度〔乏一可以作为电子受亚硝酸盐初始浓度为山闷卜亚硝酸盐初始浓度为巧创`亚硝酸盐初始浓度为口乡飞一丽时间加访图不同丁一浓度下亚硝酸盐的变化曲线不同碳源对反硝化除磷的影响三组平行试验投加的碳源分别为乙酸钠、丙酸钠、葡萄糖,氏控制在左右,由图、图可以看出,用乙酸钠作为碳源时,磷的释放量达到,磷的去除率是,硝酸盐的去除率是,磷具有较高的去除率,反硝化也相对较高。用丙酸钠作为碳源时反硝化作用不好,葡萄糖作为碳源时,除磷率虽然很给水排水增刊~一解犷高,但释磷量很少,脱氮效果也不好,这可能是引发了聚糖菌与聚磷菌的竞争,当氨基酸或蛋白质含量过低、葡萄糖含量过高时,聚磷菌的生长速率就会减慢,从而导致聚糖菌占优势。了时间迎闷匆日﹄朔扭佑礴酸盐时间仙访图不同碳源下磷酸盐、残的变化曲线受体,但释磷量和吸磷效果有所不同。以了一作为电子受体的缺氧吸磷效果和吸磷量均高于以衡一作为电子受体的缺氧吸磷。电子受体浓度对缺氧吸磷影响很大,试验中当初始衡一浓度为哩时,反硝化除磷效果较好。在一定范围内随亚硝酸盐浓度的升高,磷的去除率也随之升高,硝酸盐的去除率反而降低,可见,反硝化和除磷是两个既相互联系又相互矛盾的过程。当亚硝酸盐在一哩取值时会有比较理想的脱氮除磷效果,过低会影响除磷效果,过高不利于反硝化也会抑制吸磷。在脱氮除磷的污水处理工艺中,乙酸钠作为碳源产生的效果最好,所以,在目前好氧颗粒污泥的研究中厌氧段都是投加以乙酸为代表的低分子挥发性脂肪酸来提高聚磷菌的释放磷,从而可以为缺氧段的大量吸磷创造良好的条件。丙酸钠作为碳源时的硝酸盐丙酸钠作为碳源时的亚硝酸盐蔺萄箱作为碳源时的亚硝酸盐为碳源时的亚硝酸盐参考文献的硝酸盐︺侧理月谕时间图不同碳源下亚硝酸盐的变化曲线在脱氮除磷系统中,碳源大多消耗于释磷、反硝化和异养菌正常代谢等方面,同时也存在着不同异养菌群在厌氧阶段对污水中碳源的竞争。根据生物除磷理论,经过厌氧段的充分释磷后聚磷菌体内储存了丰富的丫〕。利用不同碳源的释磷速率和合成的数量、种类也会存在明显的区别图。由试验可知,在诱发磷释放的过程中,以乙酸钠产生的效果最好,可以在厌氧段投加以乙酸为代表的低分子挥发性脂肪酸下来提高聚磷菌的释放磷,从而为缺氧段的大量吸磷创造条件〕。结论低温条件下运行的好氧颗粒污泥,当一士时,反硝化除磷效果较好。在低温条件下运行的好氧颗粒污泥中,万一、咋一均可以作为缺氧吸磷的电子,助一范,,一一暴瑞玲,于水利,昊佳培反应器好氧颗粒污泥低温启动及运行特性中国给水排水,一任南琪,陈鸣岐值对反硝化除磷的影响黑龙江科技学院学报,一张红,张朝升,荣宏伟,等工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究中国给水排水,一郭海娟,马放,沈推良比对反硝化除磷效果的影响环境科学学报,一刘占会,张雁秋,李燕,等反硝化除磷机理及电子受体研究进展环境科学与管理,一李相昆,张杰,黄荣新,等反硝化聚磷菌的脱氮除磷特性研究中国给水排水,一唐艳葵,童张法,张寒冰,等颗粒污泥的反硝化除磷研究中国给水排水,一赵耘挚,刘振鸿工艺脱氮除磷研究进展工业用水与废水,一黄健,张华,杨伟伟碳源对反硝化除磷的影响合肥工业大学学报自然科学版,乙通讯处山东省济南市槐荫区经四路号海佑重华三楼山东省城建设计院电话门收稿日期一一给水排水栩增刊