缺氧-好氧连续流生物除磷试验及复合碳源影响研究

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传统生物除磷(EBPR)系统中,厌氧条件下聚磷菌利用胞内多磷酸盐(Poly-P)水解为正磷酸盐产生的能量来摄取污水中短链挥发性脂肪酸(SCVFAs)并在细胞内合成PHAs(Polyhydroxyalkanoates)。在后续有氧条件下,聚磷菌氧化胞内PHAs产生能量用于细胞生长和摄取水中正磷酸盐并在胞内合成聚磷颗粒。如果污水中只有大分子物质,或者缺少厌氧阶段就会导致传统EBPR崩溃。本课题组在以淀粉为唯一碳源进行缺氧好氧生物脱氮的系统中发现了磷的去除。围绕此生物除磷现象,本研究在含可溶性淀粉的复合碳源的AO工艺中对此除磷现象进行了研究,探究了不同种碳源以及碳源浓度对以淀粉代谢为主的除磷的影响。研究结果表明:(1)在以淀粉为碳源的缺氧-好氧连续流系统中,经过长时间的驯化,能够实现磷的有效生物去除,且主导除磷的细菌为产乳酸发酵菌,该菌能够在缺氧下和与好氧下都除磷。这与传统除磷菌和反硝化除磷菌不同。(2)延长缺氧水力停留时间有利于系统对氮的脱除。一定的缺氧水力停留时间,有利于发酵除磷菌的驯化。在总停留时间为9h下,缺氧段与好氧段停留时间分别为3h和6h(1#反应器)、2.5h和6.5h(2#反应器)、2h和7h(3#反应器)。A/O系统运行稳定后,1#、2#反应器对COD和硝氮的去除率保持在90%以上,3#反应器中硝酸盐平均去除率为71%,COD去除率为88%左右,其中2#反应器磷酸盐去除率最好,维持在72%左右,除磷主要在缺氧段,去除率为50%左右。(3)可溶性淀粉的浓度会影响乳酸的产量,以及除磷效果。依靠淀粉发酵产乳酸进行超量摄磷的该新型缺氧好氧除磷污泥,不能利用蛋白类碳源进行除磷代谢,葡萄糖可作为补充碳源,但在淀粉充足时投加葡萄糖不利于除磷。总COD浓度为400mg/L时,随初始水中可溶性淀粉浓度的增大,缺氧段污泥的摄磷量随之增加,当COD浓度大于400mg/L时,蛋白脂肪类复合碳液除磷效果无明显变化,葡萄糖淀粉复合碳源抑制除磷。(4)A/O系统好氧段磷酸盐去除能量来源主要为胞内糖原,糖原降解与除磷效果正相关。总COD浓度为400mg/L时,淀粉葡萄糖复合碳源条件下,随初始水中可溶性淀粉浓度的增大,好氧阶段糖原消耗量由40.2 mg/g·VSS增至57.9mg/g·VSS,好氧磷酸盐去除由1.9mg/L增至3.3mg/L。总COD浓度大于400mg/L时,其中可溶性淀粉浓度保持不变为400mg/L,添加蛋白脂肪100mg/L、200mg/L时,好氧阶段糖原消耗量为57.6mg/g·VSS,51.6 mg/g·VSS,好氧段磷酸盐的去除分别是3.45 mg/L,2.94mg/L。总COD浓度大于400mg/L时,其中可溶性淀粉浓度保持不变为400mg/L,添加葡萄糖浓度100mg/L,200mg/L时,好氧阶段糖原消耗量为43.0 mg/g·VSS,37.1mg/g·VSS,磷酸盐的去除是2.4mg/L,1.8mg/L。
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