论文部分内容阅读
传统生物脱氮除磷工艺中,除磷和脱氮的主要矛盾体现在对COD的竞争利用上。而反硝化除磷工艺同时进行反硝化和除磷,达到一碳两用,有效实现了低碳源城市污水的同步脱氮除磷。本试验使用SBR反应器,通过厌氧-好氧、厌氧-沉淀排水-缺氧、厌氧-缺氧三个步骤富集反硝化除磷菌,使系统在厌氧-缺氧交替运行条件下稳定运行。研究了污泥龄、进水COD浓度和缺氧段硝酸盐投加量对反硝化除磷系统的影响。并利用傅里叶变换红外光谱,对反硝化除磷菌细胞内的PHB（poly-β-hydroxy butyrate,聚-β-羟基丁酸酯）、Gly（Glycogen,糖原）、Poly-P（Polyphosphate,多聚磷酸盐）进行表征。使用光谱数据归一化预处理,光谱数据一阶导数预处理,光谱数据二阶导数预处理,光谱数据小波去噪预处理四种方法处理光谱数据。并对这四种预处理方法的处理结果进行比较。采用偏最小二乘法分别建立了光谱数据和PHB、Gly、Poly-P含量的模型。利用模型对PHB、Poly-P的预测结果,对反硝化除磷系统缺氧段PO43--P的去除率与PHB的减少量,整个周期内Poly-P变化量与PO43--P变化量的相关关系做了研究。本试验主要结论有:1.污泥龄维持在1215 d,进水COD浓度维持在200250 mg/L,缺氧段开始投加的硝酸盐浓度维持在45 mg/L。此时反应器的除磷效果最佳。2.在反硝化除磷系统内活性污泥的红外光谱中,PHB的光谱特征体现峰为波数1730 cm-1处,Gly的光谱特征体现峰为波数1020 cm-1处,Poly-P的光谱特征体现峰为波数1261 cm-1处。3.使用光谱数据归一化和小波去噪结合的预处理效果最好。模型对PHB、Gly、Poly-P含量的预测值与其实测值之间的相关系数分别为0.9241、0.9220、0.8949,预测时均方根误差分别为1.1289、0.7289、0.0389。4.缺氧段PO43--P的去除率与PHB的减少量的相关系数为0.9790,整个周期内Poly-P变化量与PO43--P变化量的相关系数为0.9581。研究表明,反硝化除磷工艺中微生物细胞内聚合物的变化可以通过快速检测红外光谱所建立的PLS模型进行预测,并可以进而预测PO43--P的去除率。红外光谱结合化学计量学方法可以用于对反硝化除磷系统的研究。