强化生物除磷系统中形态磷的分布及去除途径研究

摘要

随着对生物除磷机理的进一步研究，研究发现在有些生物除磷现象不能单纯用传统的生物除磷理论来解释，这也说明了厌氧/好氧交替运作的生物除磷理论与反硝化除磷理论的确切生理机制仍未清楚，本试验研究通过以SRT为控制变量的传统SBR运行模式和以葡萄糖为单一碳源的单级好氧运行模式，研究各类形态磷分布以及胞外聚合物和除磷的关系，进一步探究生物除磷机理，研究结果表明:
　　(1)不同SRT条件下，单位质量污泥絮体中的TP含量随着SRT的缩短而减少，污泥絮体中主要的磷形态是IP，而在IP含量中NAIP是主要的磷形态，污泥絮体中AP含量基本在2.83～3.94mg/g范围内，约占TP的10.8％～17.9％。
　　(2)长泥龄表现出EPS更高的磷储存量。EPS组分中均是蛋白质含量大于多糖含量，蛋白质/多糖比值1.9～1.1之间，EPS中磷含量与EPS的含量正相关，宏观上可以认为液相中的磷均是由EPS向液相中释放的。SRT由20d缩短至3d，EPS中△TP释由10.9mg/g下降至3.35mg/g，△TP吸由11.20mg/g下降至3.83mg/g，长泥龄表现出更高的释磷量和吸磷量。IP以及NAIP更容易被EPS和细菌细胞所利用的磷形态。SRT=10d条件下，生物除磷效果最好，EPS的吸磷率达到了81.85％，EPS的吸磷率大于SRT=20d和SRT=15d的吸磷率，推测SRT=10d条件下更容易形成优势菌种。
　　(3)传统SBR生物除磷系统中EPS的吸磷率均大于细菌细胞的吸磷率，在活性污泥处理系统中EPS通过高价阳离子的氧化物或氢氧化物结合磷酸盐，是实现生物除磷的重要途径之一。
　　(4)以葡萄糖为单一碳源，单级好氧生物除磷系统对磷有61％的去除率，糖原作为单级好氧生物除磷系统中主要的能源物质。污泥絮体、细菌细胞和EPS中的磷形态均主要以IP的形式存在，在IP中，NAIP占主导，占IP含量的70％左右。IP以及NAIP更容易被EPS和细菌细胞所利用的磷形态。
　　(5)单级好氧生物除磷系统中的磷主要储存在细菌细胞中。单位质量污泥中EPS的含量为22mg/g～26mg/g，各类形态磷主要是通过细菌细胞的吸收从而去除。细菌细胞对液相中磷的吸收率为70.95％大于EPS对磷的吸收率为29.76％。
　　(6)强化生物除磷系统均是通过细菌细胞的吸收和EPS的吸附/吸收两者相结合从而对磷有效去除，通过改变运行模式和进水水质从而对两者中的一种方式进行强化。EPS对磷的吸附/结合作用是传统生物除磷过程中最主要的磷去除途径，细菌细胞对磷的吸收作用是单级好氧生物除磷系统中最主要的磷去除途径。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 除磷机理

1．2．1 PAO(聚磷菌)

1．2．2 DPB(反硝化聚磷菌)

1．2．3 生物除磷的现存争议

1．2．4 胞外聚合物在生物除磷中作用的研究现状

1．3 形态磷分类

1．4 EPS提取方法研究

1．5 课题的目的与意义

1．6 课题的研究内容与技术路线

1．6．1 研究内容

1．6．2 技术路线

第二章 试验装置与研究方法

2．1 试验装置

2．2 运行参数

2．3 接种泥、试验水质

2．4 试验分析方法及设备

2．4．1 试验主要仪器和设备

2．4．2 常规监测及方法

2．4．3 胞外聚合物提取方法

2．4．4 PHA测定方法

2．4．5 糖原(G LY)的测定方法

2．4．6 蛋白质的测定方法

2．4．7 形态磷的测定方法

第三章 SRT对传统生物除磷系统中磷含量及分布的影响

3．1 污泥絮体中磷形态含量与分布

3．1．1 稳定运行期，不同SRT条件下污染物去除效能

3．1．2 污泥中总磷和各组分磷含量分布规律

3．1．3 不同SRT条件下，污泥絮体中各形态磷含量变化规律

3．2 细菌细胞中磷形态含量和分布

3．2．1 细菌细胞中总磷和各组分磷含量分布规律

3．2．2 不同SRT条件下，细菌细胞中各形态磷含量变化规律

3．3 EPS中磷形态含量和分布

3．3．1 EPS中总磷和备组分磷含量分布规律

3．3．2 不同SRT条件下，EPS中各形态磷含量变化规律

3．4 本章小结

第四章 SRT对EPS在传统生物除磷系统中作用的影响

4．1 EPS结合磷效能的研究

4．1．1 EPS在系统中组分和含量的变化

4．1．2 SRT对EPS含量的影响

4．1．3 SRT对EPS与细菌细胞在污泥中含磷比例的影响

4．1．4 EPS和细菌细胞释磷／吸磷含量变化规律

4．2 SRT=10d，EPS和细菌细胞对各类形态磷的去除效能

4．3 本章小结

第五章 单级好氧系统中形态磷的分布及去除途径

5．1 单级好氧生物除磷系统中污染物去除情况

5．2 胞内聚合物变化规律

5．3 形态磷的变化及去除途径

5．3．1 胞外聚合物含量变化规律

5．3．2 污泥絮体、细菌细胞和EPS中各形态磷含量变化

5．4 细菌细胞和EPS的结合磷效能

5．5 本章小结

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

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