污水颗粒有机物在脱氮除磷过程中的双重影响

摘要

对于C/N低的城市污水来说，深入研究颗粒有机物在脱氮除磷系统中的影响以及其制约因素，对于高效利用污水中原有颗粒有机物，减少外碳源的投加，降低污水处理厂的运行成本，提高脱氮除磷效率有着重大实际意义。本文主要用SBR工艺处理低碳氮比（C/N=2.5，颗粒有机物浓度150～200mg/L）生活污水，通过调节初沉时间、有机物浓度和类型，分析研究在不同工况下，颗粒有机物对污水脱氮除磷效果的影响，对污泥量和污泥性能的影响，以及不同进水初沉时间对微生物群落的影响，为颗粒有机物作为内碳源的合理应用和优化控制提供一定的理论基础。研究结果表明:
　　1、对于低碳氮比城市污水（C/N=2.5，颗粒有机物浓度150～200mg/L），颗粒有机物对SBR反应器脱氮除磷过程中出水水质的提高具有有益作用，具体研究如下:
　　(1)进水初沉时间的改变对SBR反应器中溶解性COD的去除无明显影响，对TN、TP去除影响较大，在10min、30min时最明显。结果表明:进水中颗粒有机物的分布对溶解性COD的去除无明显影响;进水沉淀0min、10min、30min、1h、2h的TN去除率较对照组分别提高了20％、23％、25％、10％、10％左右，TP去除率分别提高了18％、22％、20％、8％、3％左右。但随着进水沉降时间的延长，TN、TP去除率较对照组的增加率在减小。
　　(2)不同类型的有机物对城市污水脱氮除磷效果的影响存在很大的差别，颗粒有机物能明显提高SBR反应器TN、TP去除效果，但随着颗粒有机物浓度的升高，其增加率均逐渐减小。结果表明:当进水中有机物类型不同且POM浓度呈一定规律变化时，其出水溶解性COD浓度基本均维持在30mg/L左右。进水有DOM+POM、只有DOM、只有POM时，其TN去除率分别约为38.36％、36.59％、12.46％，TP平均去除率分别约为65.38％、54.56％、53.23％。
　　2、对于低碳氮比城市污水（C/N=2.5，颗粒有机物浓度150～200mg/L），颗粒有机物对SBR反应器脱氮除磷过程中污泥性能的影响具有双重作用，表现为对污泥量的不利作用和对沉降性能的有益作用，具体研究如下:
　　(1)污泥累计产量和污泥表观产率均随着进水初沉时间的缩短而增大，进水沉淀时间由120min缩短到0min时，每日平均产生污泥由276.22mg增加到740.36mg;污泥表观产率也由0.520增加到0.562mgMLSS/mgCODcr。在减去对照组相应的组分后，初沉时间为120min、60min、30min、10min、0min时，被吸附的颗粒有机物增量分别为0.572g、0.647g、0.827g、1.147g、2.023g，分别占对照组污泥MLSS总量12.59％、14.24％、18.19％、25.23％、44.52％。随着进水初沉时间的缩短，系统脱氮除磷得到提高的同时，污泥沉降性能得到了增强，但污泥量也在增加，在初沉10min到0min之间增量最为明显。
　　(2)溶解性有机物的存在一定程度上限制了颗粒性有机物的水解利用，从而使更多的颗粒有机物未被利用而以颗粒整体的形式存在污水中从而直接导致MLSS增大。进水中有机物分别为DOM、DOM+POM、POM三种情况下每日平均产生污泥量分别为114.88mg、367.81mg、205.3mg，此时它们中含的Ma+Me分别为53.76mg、148.81mg、93.39mg，Mi分别为0mg、50.47mg、16.35mg。
　　(3)不管进水中有无溶解性有机物，颗粒有机物浓度越高，被吸附的颗粒有机物越多，形成的污泥絮体越紧密，沉降性能越好，但是其每日平均产生污泥也均高于进水中只有DOM时的产量，且随着POM浓度的增加而增加，当进水中无DOM存在时，增加POM的浓度，其Mi从0.383g增加到0.823g再到1.568g，分别占相应MLSS的8.0％、14.70％、23.5％。
　　3、颗粒有机物更容易促进优势微生物的富集。不同进水培养稳定的系统中，各样品中微生物均比污水厂原污泥丰富，培养后的微生物与原污泥相似性不高，发生了较大变化;虽是在相同工况，由于进水颗粒有机物的不同，污泥内细菌群落结构发生了较明显的变化，微生物相似性在43.7％～86％之间，且在相近的沉淀时间内，微生物群落具有更高的相似性。
　　4、生活污水粒径分布随着初沉时间的变化产生了差异，初沉作用对COD和SS表现了较高的去除能力，粒径分布在沉降30min内变化较明显，在30min后粒径变化相对缓慢。经2h沉淀后，COD去除率为50.15％，SS的去除率为64.23％。

目录

摘要

1 绪论

1．1 综述

1．1．1 城市污水中有机物的组成和去除路径

1．1．2 城市污水脱氮除磷的基本原理

1．1．3 颗粒有机物国内外研究现状

1．1．4 微生物群落结构研究进展

1．2 课题的提出

1．3 研究目的与内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

2 颗粒有机物对SBR反应器脱氮除磷效果的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 试验装置

2．1．2 试验用水与污泥

2．1．3 试验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 SBR反应器中颗粒有机物对COD去除效果的影响

2．2．2 SBR反应器中颗粒有机物对TN去除效果的影响

2．2．3 SBR反应器中颗粒有机物对TP去除效果的影响

2．3 本章小结

3 颗粒有机物对SBR反应器污泥性能的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验装置

3．1．2 试验用水与污泥

3．1．3 试验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 SBR反应器中颗粒有机物对污泥量的影响

3．2．2 SBR反应器中颗粒有机物对污泥结构的影响

3．3 本章小结

4 颗粒有机物对SBR反应器微生物群落的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验装置

4．1．2 试验用水与污泥

4．1．3 试验方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 SBR反应器中颗粒有机物对微生物种群的多样性影响

4．2．2 SBR反应器中颗粒有机物对微生物种群的相似性影响

4．3 本章小结

5 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

致谢

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