论文部分内容阅读
随着经济发展，人民的生活条件大幅度改善，科技发展迅猛，但是水体污染的问题却没有被制止住。人们越来越看重自身的健康，却忽视了对地球上水资源的保护。近些年我国全国各地均出现了或多或少的富营养化问题，引发的原因就是水体内氮磷超标，目前大部分污水处理厂对污水进行脱氮除磷所用的方法是生物法，例如活性污泥法。硝化反应是生物法脱氮过程中最重要的步骤之一，但是污水处理厂的活性污泥中硝化细菌的含量较低（一般低于5％），这就会导致出现硝化时间长，硝化不完全的问题。在硝化过程中需要氧气的参与，据研究发现，曝气所需能耗占水处理过程中50％以上。 结合以上两个问题，本课题在SBR反应器中接种短程硝化反硝化活性污泥，利用人工配水启动低氧全程硝化系统，驯化并富集低氧全程硝化细菌，对低氧全程硝化活性污泥的比好氧速率分析，并对活性污泥的微观结构和组成进行考察。小试研究了在不同环境影响因素下对低氧全程硝化系统硝化性能的影响。为了强化低氧全程硝化系统，选择生物添加法和悬浮填料强化法对系统硝化强化进行可行性研究。得到主要结论如下: 1.成功启动低氧全程硝化系统后活性污泥特性发生变化 在溶解氧为0.3～0.5mg/L范围内，将原水的氨氮浓度由50～70mg/L提高到80～125mg/L，并增加水力停留时间，成功地启动了低氧全程硝化系统。进行高通量测序可知属于NOB的Nitrospira菌属占该系统的33％，属于AOB的Nitrosomonas菌属占该系统的7％。在第80天时系统的MLVSS为1070mg/L，MLVSS/MLSS为0.86。低氧全程硝化系统运行的后期，比氨氧化速率达到0.22gN/(gMLSS·d)，SOURAOB和SOURNOB分别为32.94和11.43mgO2/(gMLSS·h)。通过粒径分析、镜检分析和SEM分析可知低氧全程硝化活性污泥的平均粒径为156μm，微生物菌群以杆菌和球菌为主。 2.低氧全程硝化污泥在典型因素下表现出特有性质 低氧全程硝化系统随着温度的升高，比氨氧化速率和比亚硝氧化速率先上升后下降，在25℃时系统硝化速率达到最大值，比氨氧化速率、比亚硝氧化速率最大值分别为0.52和0.60mgN/(mgMLSS·d)。随着pH的升高，比氨氧化速率和比亚硝氧化速率先上升后下降，pH为8.5的时候系统硝化速率达到最大值，分别为0.52mgN/(mgMLSS·d)和0.68mgN/(mgMLSS·d)。溶解氧在0.5到4mg/L内，随着溶解氧的升高，比氨氧化速率和比亚硝氧化速率相对稳定，基本保持在0.3和0.6mgN/(mgMLSS·d)左右。对于低氧全程硝化系统，FA浓度在0-8mgNH3-N/L之间时，氨氧化菌的活性随着FA浓度的升高而升高，最大值出现在FA为8.57mgNH3-N/L的时候，之后随着FA浓度的增加氨氧化菌活性下降。亚硝酸氧化菌活性的最大值出现在FA为0.43mgNH3-N/L的时候，FA浓度为0的时候，亚硝酸氧化菌的活性为最大活性的34％;FA浓度超过0.43mgNH3-N/L以后，随着FA浓度的增加亚硝酸氧化菌的活性逐渐降低。 3.生物添加法和悬浮填料强化法对系统强化有重要影响 生物添加法强化低氧全程硝化系统在30天左右后，达到稳定状态。经高通量测序分析，系统中Nitrospira菌属占17％，Nitrosomonas菌属占14％，硝化细菌仍然是优势菌。该系统还有污泥减量的效果，投加比为10％的系统平均硝化速率最高，投加比为5％的系统污泥减量效果最好。溶解氧在0.5～4mg/L之间，生物添加强化低氧全程硝化系统的比氨氧化速率和比亚硝氧化速率与低氧全程硝化系统的变化趋势相同，且整体都有提高。悬浮填料强化低氧全程硝化系统出水较不稳定，氨氮去除率平均为80％且波动较大。系统内填料挂膜效果良好，生物膜厚度在63～113μm之间。悬浮填料强化低氧全程硝化系统中Nitrospira菌属占20.04％，Nitrosomonas菌属占11.93％，还有4.5％的Candidatus Brocadia厌氧氨氧化菌属。