进水磷酸盐对好氧污泥颗粒化过程的影响

摘要

近年来，随着我国工、农业经济的快速发展，水体污染越来越严重，水体富营养化现象四处可见。好氧颗粒污泥(AGS)具有沉降性能好、抗冲击负荷能力强、结构紧实、微生物菌群丰富等优点，具有较好的污水处理发展前景。磷是微生物生长、代谢等生命活动中所必需的营养元素，磷不足会使微生物代谢紊乱，微生物的聚集度下降。目前有关磷对AGS形成及稳定运行影响的研究主要体现在磷缺乏状态或者是在好氧-厌氧条件下运行，而磷对好氧污泥颗粒化过程影响的研究信息相对有限。 本试验考察了进水磷浓度对AGS形成过程的影响，研究了絮体污泥颗粒化过程中污泥形态、特性及污泥中磷的变化;分析了污染物的去除效果、胞外聚合物(EPS)的特性;并采用三维荧光光谱、同步荧光光谱探究EPS在絮体污泥颗粒化过程中荧光特性的动态变化，以期为AGS的形成及稳定运行提供理论依据。 通过15d的驯化，污泥由浅黑色变为浅黄色，污泥表面相对疏水性、絮凝性较低，对化学需氧量(COD)和氨氮(NH4+-N)的平均去除率分别为88.7％和99％，出水以硝态氮(NO3--N)为主。三维荧光光谱(3 D-EEM)显示，EPS中主要存在类芳香族蛋白物质和类溶解性微生物代谢物。 进水磷含量高有利于颗粒污泥的形成。驯化后的污泥在R1(进水磷浓度为4.48-8.16mg/L)，R2（进水磷浓度为25.05-31.01 mg/L）序批式反应器(SBR)中形成平均粒径分别为900μm和1150μm球形或椭球形、结构紧实的黄褐色AGS。R1和R2中成熟颗粒污泥活性分别为6.09 mg/（g*MLSS·h）和6.99 mg/（g*MLSS·h），污泥表面疏水性分别达到48.07％和65.80％，絮凝性分别为29.68％和46.79％。高进水磷含量会促进污泥对磷的吸收，R1，R2成熟颗粒污泥中总磷(TP)的含量分别为24.85 mg/g和27.20 mg/g，TP含量的增加主要来自无机磷(IP)含量增加。 AGS培养过程中对污染物的去除效果良好，总体而言，高进水磷有助于提高污染物净化效能。R1，R2对COD的平均去除率分别为83.33％和94.66％;当进水氨氮提升至200 mg/L左右时，除了污泥浓度(MLSS)较低外，其他时间去除率均在99％左右，出水以亚硝态氮(NO2--N)为主。 3D-EEM结果显示，EPS的特征峰为类芳香族蛋白物质和类溶解性微生物代谢物，生长期和成熟期特征峰的荧光强度和峰位置均不同。同步荧光显示磷浓度在0-17.5 mg/L之间时，磷通过金属阳离子间接对EPS产生动态猝灭的作用。颗粒污泥形成过程中，多糖(PS)和蛋白质(PN)主要存在于紧密层胞外聚合物(TB-EPS)中且接近于总胞外聚合物(T-EPS)中PS和PN的含量;R2中EPS的PN含量高于R1，而PS含量则低于R1;同时在松散层胞外聚合物(LB-EPS)中，PS＞PN，而在TB-EPS和T-EPS中正好相反。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．2 好氧颗粒污泥技术研究现状及发展趋势

1．2．1 好氧颗粒污泥形成机制

1．2．2 好氧颗粒污泥的特性

1．2．3 好氧颗粒污泥形成过程的影响因素

1．2．4 磷对好氧颗粒污泥的影响

1．2．5 EPS对好氧颗粒污泥的影响

1．2．6 好氧颗粒污泥技术的应用

1．3 课题来源以及研究的目的、意义和内容

1．3．1 课题主要来源

1．3．2 研究的目的与意义

1．3．3 研究的主要内容

1．3．4 研究的技术路线

2 材料与方法

2．1 试验装置与运行方式

2．1．1 试验装置

2．1．2 运行方式

2．2 接种污泥

2．3 试验水质

2．4 试验检测项目与分析方法

2．4．1 试验仪器

2．4．2 常规指标检测与分析

2．4．3 其他项目的检测方法

3 结果与分析

3．1 污泥驯化及对污染物的去除

3．1．1 驯I化阶段污泥形态及特性

3．1．2 驯化阶段对污染物的去除

3．1．3 驯l化期污泥EPS的特性

3．2 进水磷浓度对AGS形成过程的影响

3．2．1 对污泥特性的影响

3．2．2 对污染物去除效果的影响

3．2．3 对AGS形成过程EPS特性的影响

4 讨论

4．1 污泥驯化及对污染物去除的研究

4．2 进水磷浓度对AGS形成过程对污染物去除影响的研究

4．3 进水磷浓度对AGS形成过程污泥特性影响的研究

4．3．1 对污泥表面相对疏水性和絮凝性的影响

4．3．2 对污泥中磷形态分布的影响

4．3．3 对胞外聚合物组成及荧光特性的影响

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文