不同工艺组合对实际污泥水中磷的回收和氮的去除

摘要

富含N、P的污泥水是污水处理厂污泥处理系统产生的废水，目前大多数污水处理厂将其直接回流到污水处理工艺的前端，这不仅增加了污水厂N、P的处理负荷，而且也使污泥水中的N、P元素未得到有效回收。本论文以西安市第五污水处理厂实际污泥水为对象，采用3个不同组合工艺分别对其进行回收处理：首先将污泥水中的磷和部分氨氮以鸟粪石结晶形式回收，然后再将残留的氨氮采用生物法去除，并通过活性测定、FISH及高通量分析等技术手段研究生物脱氮工艺中微生物的特征。主要结果如下： （1）套筒式鸟粪石结晶反应器（DTCR）+移动床生物膜反应器(MBBR)组合工艺处理实际污泥水时，其中DTCR对磷的平均去除率为58.36%，对氨氮的平均去除率为29.71%，沉淀物的产率约为232g/m3污泥水，沉淀物中鸟粪石纯度约为92%。在后续的MBBR短硝化阶段，该组合工艺可将约50%的氨氮转化为亚硝氮使出水中氨氮和亚硝氮的比例接近1:1，对磷的平均去除率为63.1%；在后续的MBBR全程硝化阶段，该组合工艺对氨氮的平均去除率高达98.8%，对磷的平均去除率为48.8%。 （2）搅拌式结晶反应器（MCR）+MBBR组合工艺处理实际污泥水时，其中MCR对磷的平均去除率为82.6%，对氨氮的平均去除率为14.3%，沉淀物产率约为230g/m3污泥水，沉淀物中鸟粪石纯度约为93.8%。在后续MBBR中，对残留氨氮最大去除率为96%。该组合工艺在稳定运行阶段对总无机氮的平均去除率为73.17%，对磷的平均去除率为81.11%。FISH分析结果显示，MBBR的生物膜中含有大量厌氧氨氧化菌（AAOB），活性污泥中有少量的 AAOB菌。宏基因组分析结果显示，MBBR中生物膜及活性污泥中均含有大量的AOB菌，其占总菌的比例分别为10.46%和21.46%；生物膜中含有大量 AAOB菌，而活性污泥中则只有极少量的AAOB菌，且AAOB菌的优势菌种为Candidatus Kuenenia菌，在生物膜和活性污泥中AAOB菌占总菌的比例分别为4.13%和0.71%。 （3）搅拌式结晶反应器（MCR）+SBR短程硝化反应器+厌氧生物滤柱（BFC）组合工艺处理实际污泥水时，对总无机氮的平均去除率为86.01%，对磷的平均去除率为81.07%，运行状态非常稳定。此外，研究发现，BFC中的AAOB菌在长期（147d）氨氮和亚硝氮供给不足的运行状态下可以存活，并且在重新供给氨氮和亚硝氮后的1d内恢复活性。FISH分析结果表明，在BFC中存在大量的AAOB菌，并且呈小团聚集。宏基因组分析结果显示，BFC中有大量AAOB菌，其优势菌种为Candidatus Brocadia，占总菌的比例为5.06%。

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1 绪论

1.1 污泥水的来源及特点

1.2 污泥水处理处置现状及存在的问题

1.3 研究意义、内容及技术路线

2 DTCR+MBBR组合工艺对污泥水中N、P的回收处理

2.1引言

2.2 材料与方法

2.3 结果与讨论

2.4 小结

3 MCR+MBBR组合工艺对污泥水中N、P的回收处理

3.1 引言

3.2材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

4 MCR+SBR+BFC组合工艺对污泥水中N、P的回收处理

4.1 引言

4.2材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文