活性污泥-生物膜復合系統(tǒng)脫氮除磷試驗研究.pdf

1、針對活性污泥法在運行過程中脫氮除磷對污泥齡要求存在差異的問題，結(jié)合生物膜法有利于生長世代較長的微生物的特點，將生物膜填料投加到活性污泥反應器中，設(shè)計出了活性污泥-生物膜復合工藝(Hybrid)，以SBR反應器為參照，確定了最佳運行模式，從碳氮比和懸浮態(tài)污泥齡(SRT)兩方面考察反應器的脫氮除磷性能，得出了最佳運行工況，從動力學參數(shù)等角度探討了Hybrid系統(tǒng)脫氮除磷的機理，并對兩反應器內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)進行了微觀的分析研究。
　　

2、 試驗原水水質(zhì)為：COD濃度400-800mg/L，NH3-N濃度50mg/L，TP濃度8mg/L。
　　 比較Hybrid系統(tǒng)和SBR工藝在延長厭氧時間、好氧時間和缺氧時間內(nèi)的脫氮除磷效果，確定厭氧120min/好氧240min/缺氧60min的最佳模式運行。
　　 分別考察碳氮比(進水COD濃度為400mg/L、600mg/L、800mg/L)對脫氮除磷效果的影響。試驗結(jié)果表明，當C/N=16時Hybrid和SBR兩

3、個系統(tǒng)都達到最佳脫氮除磷效果。在3個工況下，SBR和Hybrid系統(tǒng)的NH3-N去除率均大于93％，C/N對兩個系統(tǒng)NH3-N的去除影響不大。C/N由8提高到16時，SBR的TN去除率由65％提高到79％，TP去除率由42％提高到93％，Hybrid的TN去除率由73％提高到86％，TP去除率由32％提高到93％。COD=400mg/L時，Hybrid系統(tǒng)同步硝化反硝化氮去除量占總氮去除量的18.5％，隨著COD濃度提高，好氧階段脫氮量

4、由COD=400mg/L時的1.49mg/L提高到COD=800mg/L時的5.9mg/L，好氧階段的反硝化作用明顯。
　　 采取C/N=16，分別進行了懸浮態(tài)污泥齡為5d、10d、20d的對比試驗。試驗結(jié)果表明，Hybrid系統(tǒng)在C/N=16，SRT=10d時能在一定程度上解決或緩解傳統(tǒng)SBR工藝中硝化和除磷過程對SRT要求不同的矛盾，為最佳工況。與SBR工藝相比，在Hybrid工藝中，附著態(tài)生物膜SRT相對獨立，能夠到達分離

5、不同泥齡微生物的作用，TP去除率為96％，TN的去除率89％，NH3-N的去除率96％。隨懸浮態(tài)污泥齡的延長，Hybrid工藝的比硝化速率和反硝化速率有所提高，SBR工藝比硝化速率的平均變化率為57.2％，而Hybrid工藝比硝化速率的平均變化率為26.8％，說明Hybrid工藝對懸浮態(tài)污泥齡的變化具有較強的緩沖能力。Hybrid系統(tǒng)中懸浮態(tài)污泥對硝化起主要作用，懸浮態(tài)污泥和生物膜的硝化平均貢獻比1.66，附著態(tài)生物膜對反硝化和除磷起主

6、要作用，生物膜和懸浮態(tài)污泥的反硝化貢獻比2.19，釋磷貢獻比3.5，攝磷貢獻比3.76。
　　 采用16S rDNA的PCR-DGGE技術(shù)對SBR反應器和Hybrid反應器在不同C/N下群落結(jié)構(gòu)進行動態(tài)監(jiān)測。結(jié)果表明，C/N=16、SRT=20d時，SBR中出現(xiàn)了優(yōu)勢菌種反硝化聚磷菌Dechloromonas sp.，而Hybrid生物膜污泥中多樣性指數(shù)最高3.30，且相似度在3個工況下為最低值43.4％，出現(xiàn)了去除營養(yǎng)物質(zhì)的菌

7、種Uncultured BacteroidetesFJ828150，且此時的硝化菌Uncultured Nitrospira sp.優(yōu)勢明顯，從而到達最佳的脫氮除磷效果；Hybrid系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)了SBR中沒有的細菌，如降解有機物的功能菌有UnculturedSaprospiraceae，脫氮功能菌有Ferribacterium sp.、Uncultured Saprospiraceae、Flavobacterium sp.等，適于在附著生

8、物膜上生長的有Ignatzschineria sp.，說明Hybrid更具有降解有機物和脫氮的優(yōu)勢。
　　 對SBR反應器和Hybrid反應器在不同SRT下群落結(jié)構(gòu)進行動態(tài)監(jiān)測。結(jié)果表明Hybrid系統(tǒng)在SRT=10d、C/N=16時，也出現(xiàn)了新的除磷菌種，如Runella屬的除磷功能和Thauera sp.的反硝化聚磷功能，這些使Hybrid工藝的除磷率到達最大為96％，同時脫氮功能菌的種群豐富，存在Uncultured Sp