反硝化除磷工艺中亚铁协同除磷技术研究

摘要

水体氮磷污染问题日渐加重，污水处理深度除磷脱氮是解决氮磷污染的关键，污水厂排放标准日益严格，地表水Ⅳ类、Ⅲ类水质指标作为排放标准已逐渐成为趋势。我国南方污水因碳源不足，传统污水处理工艺普遍除磷脱氮能力不足，而反硝化除磷工艺对低碳源生活污水具有显著优势，出水可达一级A标准，但与地表水Ⅲ类标准仍有一定差距。本研究针对反硝化除磷工艺，以总磷达到地表水Ⅲ类标准（0.2mg/L）为目标，在不增加工艺单元的前提下，研究基于亚铁盐的协同除磷技术，探索高标准除磷技术方案。
　　通过烧杯实验对反硝化除磷污泥系统中亚铁协同除磷的条件进行优化研究。相同投加量不同投加位置条件下的除磷效果表明，厌氧初期和缺氧初期投加Fe2+盐除磷效果最佳。并在两种投加位置条件下，分别考察不同浓度Fe2+对系统产生的影响，结果表明，短期内投加亚铁并不影响系统除污效果、污泥性状以及微生物活性。
　　基于烧杯实验的优化条件，采用SBR反应器进行长期动态实验，研究了投加亚铁对反硝化除磷污泥系统的运行效果以及影响，并与好氧污泥系统进行比较。结果表明，反应器R0（未投加Fe2+）出水平均磷浓度为1.26mg/L；而反应器R1（厌氧初期投加Fe2+）和R2（缺氧初期投加Fe2+）投加3mg/L Fe2+，出水磷浓度均能够稳定达地表水Ⅲ类标准，且Fe2+除磷利用效率较高，铁磷摩尔比（Fe2+投加量与系统除磷增加量的摩尔比）分别为0.34:1和0.35:1，远低于反应器R4（好氧污泥系统投加Fe2+）的0.82:1；相比R0，R1、R2的脱氮效果得到增强，其中R1略优于R2。长期投加Fe2+导致R1、R2污泥浓度增加，污泥沉降性能改善。
　　最后，对亚铁与反硝化除磷污泥系统的协同机制进行初步分析。投加亚铁后，R1、R2中污泥EPS中磷浓度平均降低了4.10mg/L和3.59mg/L，而EPS是除磷微生物磷的储存库，表明这是亚铁强化除磷的途径之一。R1、R2经过长期运行，中断亚铁投加，二者仍能保持原有的脱氮效果，且有持续的强化除磷效果。高通量测序结果表明，R1、R2的菌群结构相似，但与R0有显著差异，并且R1、R2中聚磷菌的比例明显高于R0，说明微生物菌群结构变化可能是强化除磷脱氮的重要原因。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 反硝化除磷工艺研究进展

1.3 亚铁辅助除磷研究现状

1.4 课题研究目的和内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验装置

2.2 实验方法

2.3 实验水质与分析方法

第3章 亚铁协同除磷条件优化研究

3.1 投加条件优选

3.2 亚铁对污染物去除效能影响研究

3.3 亚铁对污泥性状及活性的影响

3.4 本章小结

第4章 亚铁协同除磷长期运行效果研究

4.1 除磷效果研究

4.2 其他污染物去除效果研究

4.3 污泥特性

4.4 本章小结

第5章 亚铁与污泥系统协同机制分析

5.1 污泥沉降性能改善机制

5.2 亚铁强化系统脱氮除磷机制初探

5.3 微生物活性及菌群结构

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢