碳源調(diào)控-磷回收強(qiáng)化脫氮除磷新工藝的研究.pdf

1、生活污水中氮磷濃度高、易降解性有機(jī)物濃度低，若采用傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝很難達(dá)到理想的同時(shí)脫氮、除磷效果。而如果通過傳統(tǒng)的投加甲醇、乙酸鈉等外加碳源方式來提高脫氮除磷的效果，不僅會(huì)增加污水處理的成本，也會(huì)造成污水中磷資源的浪費(fèi)，而建立與優(yōu)化以污水磷回收、同時(shí)脫氮除磷的污水脫氮、除磷新工藝——碳源調(diào)控/磷回收強(qiáng)化脫氮除磷工藝（BBNR-CPR），可以通過磷回收過程在BBNR-CPR系統(tǒng)（生物質(zhì)）內(nèi)貯存聚羥基烷酸酯（細(xì)菌胞內(nèi)碳源），可以為提

2、高系統(tǒng)脫氮除磷提供補(bǔ)充性碳源。此外，污水處理過程會(huì)產(chǎn)生大量的污泥（如，初沉污泥與二沉污泥），需要進(jìn)一步處置。采用污泥超聲碳源作為BBNR-CPR的補(bǔ)充碳源，可起到減少污水廠污泥處理數(shù)量、開發(fā)BBNR-CPR廉價(jià)、有效的補(bǔ)充碳源、提高生物脫氮除磷效果等作用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用超聲破解法對(duì)松江污水廠的初沉與二沉污泥進(jìn)行預(yù)處理，利用超聲破解污泥得到的上清液作為 BBNR-CPR的補(bǔ)充碳源進(jìn)行間歇吸磷實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲

3、聯(lián)合堿處理破解污泥初沉污泥的溶解性COD溶出率（SCOD）最高能達(dá)到62.3%，而二沉污泥超聲后的SCOD最高為45.8%，采用三維熒光法分析超聲前后污泥組成變化，結(jié)果表明，初沉污泥超聲釋放的 SCOD中類色氨酸和類酪氨酸的組成比重大，說明超聲后的污泥中氨基酸的含量增加，而初沉污泥中氨基酸的來源主要是污泥中的大分子有機(jī)物被破碎成小分子有機(jī)物，二沉污泥中氨基酸的來源主要是生物細(xì)胞膜破裂后細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)類物質(zhì)。BBNR-CPR系統(tǒng)中的生物膜

4、在厭氧條件下吸收貯存超聲污泥碳源，曝氣5 h后，以超聲初沉污泥為碳源的生物膜的TP去除率為84.8%，以超聲二沉污泥為碳源的生物膜的TP去除率為92.8%。從脫氮除磷效果看，超聲二沉污泥上清液為碳源的除磷效果要好于以超聲初沉污泥上清液為碳源的除磷效果，從成本來看，超聲二沉污泥的能量要高于超聲初沉污泥所需的能量，所以超聲初沉污泥和二沉污泥各具優(yōu)勢。⑵研究了BBNR-CPR工藝在不斷提高進(jìn)水氨氮濃度（分別為24、48、60、96 mg/L）

5、條件下系統(tǒng)脫氮除磷的效果。研究發(fā)現(xiàn)，采用乙酸鈉作為磷回收補(bǔ)充碳源（COD=1000 mg/L），在進(jìn)水NH3-N=24 mg/L時(shí)，反應(yīng)器的氨氮的去除率達(dá)到100%，TP和TN的去除率分別為87.4%（6）和82.7%（4.8）；當(dāng)進(jìn)水NH3-N提高至60 mg/L時(shí)，反應(yīng)器的氨氮的去除率達(dá)到100%，TP和TN的平均去除率分別為73%（6.7）和76.2%（7）；當(dāng)提高進(jìn)水達(dá)NH3-N=96 mg/L時(shí)，氨氮的去除低于100%，TP的

6、去除率從87.4%下降到60%，TN的平均去除率為50.28%（8.8）。生物膜樣品高通量測序結(jié)果表明生物膜內(nèi)存在大量的硝化菌、反硝化菌（包括反硝化聚糖菌）與聚磷菌等功能性菌群。當(dāng)提高 BBRN-CPR系統(tǒng)進(jìn)水氨氮濃度時(shí)，進(jìn)水中的氨氮主要通過在系統(tǒng)的好氧生物處理階段通過同時(shí)硝化-反硝化的方式去除；此外，當(dāng)進(jìn)水氨氮負(fù)荷高于60 mg/L，反硝化菌和聚磷菌開始競爭碳源，該運(yùn)行條件下碳源不充足是造成系統(tǒng)的脫氮除磷效果下降的主要原因。此時(shí)，通過