不同乙酸钠/甘油比对好氧/延长闲置SBR除磷性能影响的研究

摘要

传统生物除磷理论认为，为达到良好的除磷效果，必须设置厌氧段。而好氧/延长闲置工艺省略了传统工艺必备的厌氧段，进水后直接曝气，也能达到较好的除磷效果。近年来，好氧/延长闲置工艺（Aerobic/Extended-Idle Regime，AEI）因其操作简单、运行成本低、出水稳定而受到研究者的广泛关注。目前用于好氧/延长闲置工艺除磷的有机碳源主要是乙酸、丙酸等 VFAs，这些物质虽易被 PAOs吸收利用，但成本较高，因此，探寻一种经济可靠的碳源用于生物除磷成为一种迫切的需求。
　　本研究以合成废水为研究对象，以废水中常见有机质-乙酸钠和不常用的廉价甘油作为碳源，建立5个（SBR1、SBR2、SBR3、SBR4、SBR5）好氧/延长闲置序批式反应器(乙酸钠/甘油分别为1:0、4:1、1:1、1:4、0:1)，探究不同乙酸钠/甘油比对好氧/延长闲置工艺除磷性能的影响。结果表明：乙酸钠/甘油比由1:0逐渐降至4:1和1:1时，平均除磷率由90.1％分别升至92.5%和97.3%；乙酸钠/甘油比继续降至1:4及0:1时，除磷率分别降至65.7%和53.4%。典型周期研究发现，乙酸钠/甘油为1:1时，聚磷菌体内合成最大量的PHAs，为后续磷的吸收及聚磷合成提供更多的能量。说明低含量甘油的存在可促进VFAs吸收，有利于PHAs合成，可增强延长闲置段处于饥饿状态的聚磷菌对磷的吸收，诱导其好氧段过量摄磷；甘油含量较高时，会氧化生成较多的乳酸，导致pH较低，PHAs合成量较少，糖原合成量较大，系统除磷性能减弱。闲置期各反应器有不同程度的释磷，这是由于曝气结束时，各反应器糖原浓度水平不同，因此闲置期对poly-P的依赖程度不同，进而导致了不同的除磷性能。
　　随后，论文选用在O/EI工艺中除磷效果较好的乙酸钠/甘油比例（4:1和1:1）作为碳源在A/O工艺（SBR6、SBR7）和O/EI工艺中（SBR6＃、SBR7＃）同时运行，运行稳定后磷的平均去除率分别为88.4%、73.2%、91.3%、96.5%。典型周期研究发现，SBR7中仅有较少的VFAs被吸收利用，与SBR6相比合成的PHAs较少。乙酸钠/甘油比相同的情况下，虽然A/O工艺PHAs积累量高于O/EI工艺，但用于吸磷的PHAs量却低于O/EI工艺；O/EI工艺较高的吸磷量/释磷量和较低的MLVSS/MLSS说明O/EI工艺中聚磷菌的聚磷能力更强，对聚磷的依赖性更强。因此，乙酸钠/甘油比相同时，O/EI工艺的除磷效果高于A/O工艺。

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第1章 绪论

1.1 水环境污染现状

1.2 除磷方法简介

1.2.1 化学法除磷

1.2.2 人工湿地系统除磷

1.2.3 生物法除磷

1.3 强化生物除磷技术

1.3.1 强化生物除磷的机理

1.3.2 强化生物除磷的生化反应研究

1.3.3 强化生物除磷的影响因素

1.3.4 强化生物除磷的工艺进展

1.4 课题背景与研究内容

1.4.1 课题背景

1.4.2 研究内容

第2章 不同乙酸钠/甘油比对好氧/延长闲置SBR除磷性能的影响

2.1 前言

2.2 实验材料与方法

2.2.1 实验装置与运行方法

2.2.2 污水水质

2.2.3 分析项目与分析方法

2.2.4 分析仪器与设备

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 长期运行中各反应器MLSS和MLVSS的变化情况

2.3.2 长期运行中各反应器的SOP和COD去除效果

2.3.3 典型周期内pH、SOP、COD、PHAs和糖原的变化情况

2.3.4 稳定运行后各反应器中的微生物情况

2.3.5 讨论

2.4 小结

第3章 不同乙酸钠/甘油比对A/O-SBR除磷性能的影响

3.1 前言

3.2 实验材料与方法

3.2.1 实验装置与运行方法

3.2.2 污水水质

3.2.3 分析项目与分析方法

3.2.4 分析仪器与设备

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 长期运行中SBR6、SBR7和SBR6#、SBR7#的除磷性能

3.3.2 SBR6、SBR7和SBR6#、SBR7#典型周期内pH的变化

3.3.3 SBR6、SBR7和SBR6#、SBR7#典型周期内SOP、COD、PHAs和糖原的变化

3.3.4 讨论

3.4 小结

结论与展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

致谢