基于能量代謝分析的復(fù)合鐵酶促活性污泥強化硝化功能機制研究.pdf

1、近年來，隨著水環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化日益嚴重，生物脫氮除磷技術(shù)已成為城市污水處理的關(guān)鍵技術(shù)。但是現(xiàn)有的以活性污泥法為主體的污水生物脫氮除磷技術(shù)普遍存在著運行穩(wěn)定性差、脫氮除磷效率低以及低溫硝化等技術(shù)性難題，因此研究開發(fā)經(jīng)濟高效的污水生物脫氮除磷技術(shù)，對解決現(xiàn)有污水處理技術(shù)存在的問題和從根本上解決水體富營養(yǎng)化問題均具有重要意義。
　　復(fù)合鐵酶促活性污泥技術(shù)是由青島理工大學(xué)污水處理與資源化課題組研究提出的，該技術(shù)通過鐵離子介入微生物生

2、化反應(yīng)與能量代謝過程，強化鐵離子參與電子傳遞作用與酶促反應(yīng)激活劑作用，提高微生物活性，從而提高生物脫氮除磷效率，從根源上解決低溫硝化等諸多問題，是一種新型高效的污水處理技術(shù)。
　　實驗以序批式反應(yīng)器為研究對象，分兩種水質(zhì)對不同含鐵量的活性污泥小試系統(tǒng)進行研究。分別在20℃、12℃溫度下考察了不同含鐵量的活性污泥系統(tǒng)與普通活性污泥系統(tǒng)脫氮除磷效率、CODCr的去除率、微生物活性、能量代謝以及電子傳遞體系活性，并對系統(tǒng)受到破壞后其處理

3、效果及代謝活性的恢復(fù)能力進行重點研究，同時還考察了不同活性污泥系統(tǒng)內(nèi)硝化細菌的最大比增長速率和硝化活性，從而進一步明確復(fù)合鐵酶促活性污泥強化硝化的作用機制，為該技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)在人工配水進水條件實驗研究中，復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)的脫氮除磷效率、CODCr去除率均優(yōu)于普通活性污泥系統(tǒng)，且鐵對活性污泥處理能力和微生物活性的促進作用隨含鐵量增大而增大，含鐵量5％，促進效果最顯著，含鐵量

4、超過5％，促進作用會下降。20℃、12℃工況時，含鐵量5％的活性污泥的脫氫酶活性、ATP水平、電子傳遞體系以及比硝化速率較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高了33.2％和40.1％、31.2％和33.5％、34.1％和44.3％、17.3％和35.2％，NADH分別降低19.48nmoL/gVSS和26.99nmoL/gVSS。
　　(2)系統(tǒng)恢復(fù)過程中，復(fù)合鐵酶促活性污泥恢復(fù)周期較普通活性污泥系統(tǒng)短，含鐵量5％時恢復(fù)能力最快，含鐵量1％、

5、3％、7％的均優(yōu)于普通活性污泥，但均低于含鐵量5％的。啟動第1天，含鐵量5％的復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)的脫氮、除磷效率，好氧階段的脫氫酶活性、電子傳遞體系活性與普通活性污泥相比分別提高15.2％、18.7％、73.3％、41.8％。穩(wěn)定以后，其脫氮除磷效率分別提高提高9.4％、11.4％，好氧階段的脫氫酶活性和電子傳遞體系始終保持45.0％、37.0％，NADH含量也降低15.1％。受污泥的儲存條件影響，厭缺氧階段的活性污泥微生物活性明顯

6、比好氧階段恢復(fù)的更快。脫氮能力在實驗啟動后5天恢復(fù)，而除磷能力在3天恢復(fù)，因此，厭氧低溫保存對活性污泥除磷能力的抑制較脫氮能力弱。
　　(3)在實際生活污水進水條件實驗研究中，復(fù)合鐵酶促活性污泥系統(tǒng)在脫氮除磷效率以及CODCr去除率均優(yōu)于普通活性污泥系統(tǒng)，且含鐵量5％的最佳。20℃、12℃工況時，含鐵量5％活性污泥系統(tǒng)的氨氮去除率、磷酸鹽去除率及CODCr去除率較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高了7.3％和10.9％、9.0％和13.4％

7、、6.5％和8.4％，其脫氫酶活性、ATP水平、電子傳遞體系活性較普通活性污泥系統(tǒng)分別提高36.2％和37.2％、35.5％和37.6％、28.4％和29.8％，而好氧階段的NADH含量則分別降低了13.37nmoL/gVSS和21.37nmoL/gVSS。溫度為20℃、16℃、12℃和8℃時，含鐵量1％、3％、5％、7％的活性污泥系統(tǒng)的最大比增長速率和比硝化速率都要高于普通活性污泥，含鐵量5％的復(fù)合鐵酶促活性污泥的最大比增長速率和比硝