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1、淹沒序批式生物膜法除磷工藝特性研究摘要:試驗(yàn)結(jié)果表明,軟性載體淹沒序批式生物膜法是行之有效的除磷工藝。在載體裝填密度為30%,水力停留時(shí)間為9h(其中厭氧3h、好氧6h)、進(jìn)水COD負(fù)荷為0.27~1.32kgCOD/(m3·d)時(shí),磷的去除率達(dá)90%以上。試驗(yàn)中,還就影響除磷的因素作了系統(tǒng)的分析。關(guān)鍵詞:序批式生物膜生物除磷StudyontheCharacteristicsofPhosphorusRemovalinSequencingBatchReactorofSubmergedBiofilmProcess Abstract:Thes
2、tudyresultshowedthatthesequencingbatchreactorofsubmergedbiofilmprocesswithfibrouscarriersiseffectiveinphosphorusremoval.Whenthecarrierpackingpercentageis30%,hydraulicretentiontime(HRT)is9h(including3hforanaerobiczoneand6hforaerobiczone),andinfluentloadingrateis0.27~1.32kg
3、COD/(m3·d),over90%ofphosphorusremovalisachieved.Inthetest,asystematicanalysiswasalsomadeforthefactorsaffectingphosphorusremoval. Keywords:sequencingbatchreactor;biofilmprocess;biologicalphosphorusremoval1 淹沒式生物膜法除磷工藝選擇1.1 淹沒式生物膜法除磷的條件 在厭氧條件下,若廢水中沒有DO或氧化態(tài)氮(NO-X),一般無聚磷能力的
4、好氧菌及脫氮菌,不能產(chǎn)生ATP(三磷酸腺苷),所以這類微生物不能攝取細(xì)胞外的有機(jī)物,即不能進(jìn)行主動(dòng)運(yùn)輸。但是,另一類叫做除磷菌的細(xì)菌卻能分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽同時(shí)產(chǎn)生ATP,并利用ATP將廢水中的脂肪酸等有機(jī)物攝入細(xì)胞,以PHB(聚—β—6羥基丁酸)及糖原等有機(jī)顆粒的形式儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi);同時(shí)將聚磷酸鹽分解所產(chǎn)生的磷酸鹽排出胞外,這時(shí)細(xì)胞內(nèi)還會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生相當(dāng)量的聚磷酸鹽激酶。一旦進(jìn)入好氧環(huán)境,除磷菌又可利用PHB氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)。微生物在增殖過程中,在好氧環(huán)境下所攝取的磷比在厭氧環(huán)境下
5、所釋放的磷多,廢水的生物除磷正是利用了微生物的這一過程,并作為剩余污泥排走[1]?! ∮缮锍讬C(jī)理可見,若想采用淹沒式生物膜法除磷,必須解決四方面的問題:①必須滿足除磷菌習(xí)性,使生物膜交替處于厭氧、好氧的狀態(tài),并逐步使除磷菌成為優(yōu)勢菌屬,實(shí)現(xiàn)其增殖;②供給必要的有機(jī)碳源(由廢水提供);③最后的磷排出必須是以脫落污泥的形式,這就要求除磷菌為優(yōu)勢菌屬的生物膜生長要快,且應(yīng)在好氧狀態(tài)下能脫落,即需有足夠的曝氣強(qiáng)度和選擇合適的生物膜載體;④污泥沉淀后應(yīng)及時(shí)排出系統(tǒng)。1.2 淹沒式生物膜法除磷工藝選擇 細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含磷約2%(以質(zhì)量計(jì)),所以傳統(tǒng)
6、的生物膜法最多只能去除污水中約20%的磷。對(duì)一般生物膜法來說,無論是A/O(厭氧/好氧)工藝還是A2/O(厭氧/缺氧/好氧)工藝,由于是在空間上造成A或O的狀態(tài),微生物只能持續(xù)地處于A或O的單一狀態(tài),而不能處于A/O交替的狀態(tài),因此,不具備生物除磷的條件,也就達(dá)不到生物除磷的目的[2]。而序批式生物處理工藝集曝氣、沉淀于一池,運(yùn)轉(zhuǎn)按進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水等幾個(gè)階段進(jìn)行,污水間歇而有序地進(jìn)入反應(yīng)池和排出反應(yīng)池。由于序批式工藝的特殊性,設(shè)計(jì)合理,可使生物膜在時(shí)間上交替處于A/O狀態(tài),從而有望實(shí)現(xiàn)生物除磷的目的,同時(shí),混合液也可在時(shí)間上交替處于
7、A/O狀態(tài),從而有望實(shí)現(xiàn)生物脫氮。2 試驗(yàn)方法2.1試驗(yàn)裝置 試驗(yàn)裝置如圖1所示?! ≡囼?yàn)用反應(yīng)器是有機(jī)玻璃制成,內(nèi)徑為15cm,反應(yīng)器內(nèi)有效容積為18L,其中沉淀池容積為2L。其試驗(yàn)進(jìn)水的TP平均為10.0mg/L,COD為370.0mg/L,溫度為25℃,好氧狀態(tài)的DO平均為5.5mg/L?! ⊙b填密度是指生物膜與載體所占容積與整個(gè)反應(yīng)器容積之比。在分別做了最大裝填密度:37.5%、實(shí)用裝填密度:30%以及較低裝填密度:22.5%的對(duì)比試驗(yàn)后,確定較適宜的裝填密度為30%。此時(shí),反應(yīng)器中的纖維載體的比表面積為2.66m2/L?! ∩?/p>
8、物膜培養(yǎng)采用A/O交替運(yùn)行方式歷時(shí)3個(gè)月,菌種取自一般活性污泥工藝。在之后的工藝參數(shù)和影響因素的試驗(yàn)中,取運(yùn)行條件改變后2周的水樣進(jìn)行測定。2.2 原水和主要分析方法 原水用自來水加蛋白胨配