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

1、城鎮(zhèn)生活污水具有較高濃度的氨磷含量，隨著人們對水體富營養(yǎng)化關注度的提高，如何強化城鎮(zhèn)生活污水中磷的去除也越來越受到重視?；谇叭说难芯?，本文設計了旁側化學除磷-浸沒式MBR-SBR（sidechemicalphosphorusremoval-submergedmembrane-sequencingbioreactor，簡稱SCPR-SM-SBR）組合工藝，針對城鎮(zhèn)生活污水強化除磷進行研究，取得以下研究成果:
　　本研究以硫酸鋁為絮

2、凝劑，利用響應曲面法的中心組合方法探討了Al/P摩爾比、pH值對厭氧處理后富磷水化學除磷效率的影響。響應結果表明，旁側化學除磷模型選用二次方程模型為宜。針對厭氧處理后的富磷水，在pH為7-8、化學除磷效率高于80％的條件下，對模型進行優(yōu)化，得到最佳Al/P摩爾比為3.26。
　　通過對反應器的短期運行，研究了旁側化學除磷上清液pH、進水COD濃度、旁側化學除磷水量變化對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、至反應器，反應器內pH降低至7.6，但隨后快速恢復至7.9，對SM-SBR系統(tǒng)脫氮除磷性能沒有產生抑制。在以進水COD濃度為206mg/L運行時，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，出水氨氮濃度和TN濃度也迅速增加。因此，工藝運行時，進水COD濃度不宜低于200mg/L。隨著旁側化學除磷水量的增加，除磷效率顯著提高。當旁側化學除磷水量為40％

4、時，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)內硝化和反硝化作用沒有受到明顯抑制。
　　在短期運行優(yōu)化條件的基礎上，反應器以SCPR-SM-SBR工藝連續(xù)運行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去除率無規(guī)律，但平均值高于70％。獨立樣本t檢驗結果表明，旁側化學除磷有利于提高總磷去除效率，對聚磷菌生長無顯著消極

5、影響，對硝化和反硝化作用未產生顯著抑制。對反應器運行期間磷去向平衡進行分析，結果表明，反應器總磷去除效率為93.5％，其中化學除磷效率約為32.4％，生物除磷效率約為61.05％。
　　添加SCPR段后，跨膜壓差(TtransmembranePressure，TMP)增長速率加快，膜污染加快，膜組件需要清洗時間，由原來的運行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。對污染膜表面進行SEM-EDS分析結果

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程中起到吸附架橋作用，會加速膜污染。由此推測，添加SCPR段后膜污染速率加快有兩個原因:一是膜組件負荷增加，二是沉淀積累在膜表面的微量元素的促進作用。為了減輕膜污染，本研究在厭氧段采用N2中洗。試驗結果表明，N2沖洗使清洗周期延長8天，同時促進了污泥粘度的提高。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技術為研究手段，探討了反應器運行不同階段和位置的污泥中微生物群落結構的變化。qPCR結果表明，氨加單氧酶基因(amoA)相對豐度基本穩(wěn)定，解釋了反應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，因此暫時無法判定對脫氮菌群的影響。聚磷酶基因ppK相對豐度增大，表明生物除磷效率的提高。PCR-DGGE結果表明，SCP

8、R-SM-SBR工藝長期運行后，硝化菌（Nitrospirasp.）數量增多，反硝化菌（Thauerasp.、Dechloromonassp.、Ferribacteriumsp.）數量減少，解釋了反應器運行過程中表現出的脫氮性能的變化。聚磷菌（CandidatusAccumulibactersp.）增多，成為優(yōu)勢菌種，表現出生物除磷效果的強化。采用N2沖洗時，硝化菌（Nitrospirasp.）和反硝化菌（Thauerasp.、Dech