好氧颗粒污泥同步脱氮除磷的常温启动和低温维持

汪建宏 | -> | 1184| 0| 0.318392MB |好氧颗粒污泥,生活污水,同步脱氮除磷,低温

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摘要: 为了考察好氧颗粒污泥( aerobic granular sludge, AGS) 同步脱氮除磷( simultaneous nitrogen and phosphorus removal, SNPR) 能力,以及在低温条件下的适应情况, 采用2 个SBR 反应器( 命名为A、B) 以厌氧P好氧方式处理实际生活污水, 历时254 d. 反应器以沉淀时间为选择压, 均在20 d 内培养获得AGS, 在第42 d 加入不同附加碳源( 分别为丙酸钠+ 乙酸钠和葡萄糖) , 调节CODBNBP 的比例约为360B60B6, 2 个反应器均获得了夏秋季4 个月长期稳定的SNPR 效果, A 的出水NH+4-N、TIN 和PO3-4 - P平均去除率分别为98142%、741 25%和94179%, B 的出水NH+4 -N、TIN 和PO3-4 -P平均去除率分别为99145%、75196%和95160%; 在低温的影响下, 2 个反应器分别经35 d、49 d 逐渐恢复了稳定的SNPR 效果, 之后A 的出水NH+4-N、TIN 和PO3-4 -P平均去除率分别为961 33%、79149%和99168%, B 的出水NH+4 -N、TIN 和PO3-4 - P平均去除率则分别为93185%、76144%和981 44%. AGS 好氧吸磷和反硝化除磷的同时进行使得除磷优先完成; 硝化作用决定着SNPR 的反应速度和最终效果; 温度过低使得AGS 内缺氧区减小, 同时胞内PHAs 的不足, 共同制约反硝化的进行, 影响SNPR 的效果.
    传统的同步脱氮除磷( simultaneous nitrogen and phosphorus removal, SNPR) 工艺, 如Bardenpho、A2PO、UCT 等, 运行方式复杂, 剩余污泥量大, 始终存在脱氮和除磷等不同菌种之间的碳源竞争以及污泥龄协调等矛盾, 难以达到SNPR 的最佳效果[1] .
    好氧颗粒污泥( aerobic granular sludge,AGS) 是一种自我凝聚形成的特殊生物膜, 具有良好的沉淀性能、生物量大、耐冲击负荷等优点, 并且因其结构对溶解氧的传质限制, 在AGS 这一单污泥系统中为生存条件各异的硝化菌、反硝化菌以及聚磷菌等提供了各自适宜的环境, 使得开发紧凑高效的单级SBR利用AGS 实现SNPR 成为可能, 减少了剩余污泥量、缩小了反应器体积、节省了碳源投加量, 一定程度上解决了传统SNPR 的不足, 因此成为近年来污水SNPR 研究的热点[ 2] . 国外De Kreuk[ 2] 、Meyer[3] 、Kishida[ 4] 等以及国内王景峰[ 5] 、杨国靖[ 6] 等均利用模拟废水, 分别考察了溶解氧对AGS 实现SNPR 的影响、AGS 中聚磷菌和聚糖菌对SNPR 除磷效果及反硝化除磷性能等的影响, 而Yilmaz 等[ 7] 以屠宰废水为对象进一步考察了化学除磷对SNPR 效果的影响, 均获得了一定的成果. 绝大多数微生物适宜生长的温度在20~ 30 e 之间, 而在寒冷地区以及冬季,污水水温通常在15 e 以下[ 8] , 因此研究在低温条件下AGS 的SNPR 性能, 对实际应用该技术具有更重要的意义.
    对低碳氮比的实际生活污水在常温和低温利用AGS 实现SNPR 的研究还鲜见报道. 因此, 本研究以
厌氧P好氧方式运行SBR 反应器处理实际生活污水,培养AGS, 系统考察了AGS 在161 d 常温( > 20 e )
和93d 低温( 9~ 13 e ) 条件下系统SNPR 效果的维持、破坏和恢复, 并初步探讨了AGS 实现SNPR 的机制及影响因素.
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