收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析

李楠  
【摘要】: 生物除磷工艺是一种经济有效地控制水体富营养化的手段,在全世界范围的污水处理厂被广泛应用。但在实际工程中,生物除磷工艺稳定性较差。温度是影响生物除磷工艺的重要参数,在温度低于10℃的低温环境,有大量生物除磷失效的报道。本研究考察了低温运行的生物除磷系统的性能,分析低温条件下生物除磷反应器中的微生物群落结构、功能微生物、聚磷污泥活性以及磷去除途径的特异性,从生物去除和生物诱导的化学去除等方面分析低温对磷的去除机制的影响。 在5℃条件下启动生物除磷反应器,发现低温条件下通过A/O方式运行的SBR可以实现聚磷菌在反应器中的富集,反应器启动所需的时间为31d。温度越低,反应器启动需要的时间和污泥龄越长。5℃的生物除磷反应器在稳定运行后,对磷酸盐的去除率在85%左右,15℃的SBR除磷效率为95%,而25℃的除磷反应器磷酸盐的平均去除率为78%。 污泥龄对低温生物除磷系统的性能有很大影响。在5℃,将反应器的污泥龄从30d降到15d后,生物除磷的性能严重恶化,聚磷菌逐渐从反应器中被洗出。通过模型计算低温生物除磷反应器适宜的污泥龄,发现5℃时生物除磷反应器的洗出污泥龄为12d,稳定污泥龄为18d,即在5℃要获得稳定高效的生物除磷性能,必须保证反应器的污泥龄在18d以上。 低温生物除磷系统中聚磷菌的代谢受到了pH的影响。厌氧释磷能力随着pH的升高而加强。pH在6和8之间变化时,乙酸吸收和PHB的合成能力也随着pH升高而加强,但是当pH升高到8.5时,聚磷酸盐分解释放的能量主要用于克服细胞膜两侧电势差(Δ? ),导致PHB合成动力不足,从而抑制了好氧段磷的吸收。在pH为8时,生物除磷系统实现了充分的释磷和吸磷,并取得了最好的除磷效果。在不同pH下长期运行生物除磷反应器,发现pH影响了生物除磷系统的微生物种群结构。在酸性条件下(pH为6)长期运行的生物除磷系统中聚糖菌大量存在;而pH为8时,聚磷菌在活性污泥中占有优势地位。 发现低温条件下EPS对磷的去除起重要作用。5℃时,平均每个运行周期通过EPS去除的磷达到2.4mg,EPS去除的磷占磷去除总量的13%。而15和25℃通过磷酸盐沉淀在EPS表面富集而去除的磷分别占磷去除总量的4.2%和4.8%。低温条件下有利于磷酸根与金属结合生成沉淀并附着在EPS中。在不同温度生物除磷系统中,通过微生物代谢和聚磷菌过量吸收进行的胞内磷去除均占主导作用,达到磷去除总量的80%以上。在15℃,生物除磷系统通过微生物的胞内作用去除的磷最多,典型周期SBR反应器通过微生物的胞内作用去除的磷为18.2mg,除磷效率也达到了95%。 应用分子生物学技术考察了低温运行的生物除磷系统在微生物群落结构和功能微生物的特异性。FISH技术结合反应器运行的结果显示,5℃条件下,较短的污泥龄(15d)容易造成聚磷菌洗出,维持较长的污泥龄有利于聚磷菌的富集。5℃,污泥龄为30d的生物除磷反应器中聚磷菌含量最高,在活性污泥微生物中约占64.3%。应用PCR-DGGE技术考察了温度对生物除磷系统功能微生物的影响,发现不同温度的生物除磷反应器功能微生物有差异,5、15和25℃条件下运行的的生物除磷反应器中都存在的功能微生物为Uncultured beta proteobacterium gene for 16S rRNA clone:OS1L-4和Gemmatimonas aurantiaca。Uncultured actinobacterium clone GCP18大量存在于25℃的生物除磷反应器中,在5℃的生物除磷反应器中,Tetrasphaera elongata的含量很高,可能为低温条件下起主要作用的功能菌。 考察了温度对富磷污泥反应动力学的影响,发现聚磷菌的厌氧反应活性在25℃时最大,好氧反应活性在5-30℃随着温度的升高而提高。温度对生物除磷系统中微生物动力学反应有较大影响,生物除磷系统在低温运行时,聚磷菌的活性最差。厌氧乙酸吸收、PHB合成和磷酸盐释放的温度系数分别为1.056、1.047和1.053,好氧的磷酸盐吸收和PHB消耗的温度系数分别为1.057和1.066。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王弘宇,杨开,贾文辉,庄仲辉;废水生物除磷技术及其研究进展[J];环境技术;2002年03期
2 张晔;生物除磷机理及其影响因素分析[J];唐山学院学报;2003年01期
3 刘亚男,于水利,薛罡,赵冰洁,郭思远;分子生物学技术在生物除磷中的应用及进展[J];水处理技术;2005年09期
4 李根东,刁树申;废水生物除磷技术探讨[J];环境技术;2005年01期
5 行智强;陈银广;杨海真;;影响强化生物除磷的关键因素研究进展[J];环境保护科学;2006年01期
6 刘谨,高廷耀;生物除磷机理的研究[J];同济大学学报(自然科学版);1995年03期
7 朴芬淑;污水生物除磷原理与技术[J];沈阳大学学报;1995年02期
8 王东;邱立平;谢康;;废水生物除磷系统分子生物学分析方法研究进展[J];工业用水与废水;2014年01期
9 田淑媛,杨睿,王景峰,李铮;生物除磷及其生化机理研究[J];中国给水排水;2001年01期
10 毕学军,张波,丁曰堂,高廷耀;长期低负荷运行对污水生物除磷的影响[J];中国给水排水;2002年07期
11 涂保华,张洁,张雁秋;生物除磷及其新工艺[J];能源环境保护;2003年02期
12 杨青,刘遂庆,甘树应;污水生物除磷模型研究进展[J];中国给水排水;2004年03期
13 吴光学,管运涛,蒋展鹏,师绍琪;强化生物除磷的机理模型研究进展[J];环境污染与防治;2004年04期
14 郑金伟,冉炜,钟增涛,何健;增强型生物除磷过程中聚磷酸盐积累微生物的研究进展[J];应用生态学报;2004年08期
15 刘燕;陈银广;周琪;行智强;;强化生物除磷系统中生化机理研究进展[J];水处理技术;2006年05期
16 尹军;王建辉;王雪峰;解艳萃;霍玉丰;谭学军;;污水生物除磷若干影响因素分析[J];环境工程学报;2007年04期
17 汤兵;石太宏;王五洲;;微电场强化生物除磷过程实验研究[J];水资源保护;2007年06期
18 郭琇;孙洪伟;;生物除磷主要影响因素的研究[J];水处理技术;2008年09期
19 张蔚;吴伟;宋英豪;何绪文;;生物除磷生化代谢模型的研究进展[J];能源环境保护;2009年01期
20 郭肃晋;;污水生物除磷系统的过程控制和优化综述[J];商业文化(学术版);2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 张超;陈银广;;混合酸对增强生物除磷系统厌氧代谢的影响[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
2 董姗燕;姚重华;;活性污泥生物除磷模型研究进展[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
3 沈雨;黄勇;李大鹏;潘杨;;强化生物除磷系统中主要微生物关系的研究进展[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
4 王智;许雷;;生物除磷微生物中磷代谢功能基因和调控基因的克隆及分析[A];中国生物化学与分子生物学会农业生物化学与分子生物学分会第八次学术研讨会论文集[C];2008年
5 邹华;院文权;陈坚;;乙酸纳为碳源时进水COD和总磷浓度对生物除磷的影响[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年
6 冯生华;刘延华;;污水生物除磷的糖控制(CHC)工艺[A];中国水污染防治技术装备论文集(第五期)[C];1999年
7 冯生华;刘延华;;生物除磷糖控制(CHC)工艺的试验研究[A];中国水污染防治技术装备论文集(第六期)[C];2000年
8 邱慎初;;生物除磷系统中一个尚未明确的问题——厌氧稳定[A];中国土木工程学会水工业分会第四届理事会第一次会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李楠;SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王冬波;SBR单级好氧生物除磷机理研究[D];湖南大学;2011年
3 张天;活性污泥过程生物除磷模型参数的可识别性及优化估计[D];重庆大学;2011年
4 郑蓓;交替式曝气生物滤池组合系统生物除磷试验研究[D];重庆大学;2007年
5 姜涛;温度与碳源对生物除磷系统中PAO和GAO影响及除磷效能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢曙光;重金属对生物除磷影响的研究[D];西安理工大学;2000年
2 袁春华;低温条件下生物除磷系统的强化启动和运行试验研究[D];重庆大学;2004年
3 胡晗;同步沉析对生物除磷抑制作用的试验研究[D];武汉科技大学;2012年
4 李楠;生物除磷影响因素的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 王进;生物除磷影响因素试验研究[D];武汉理工大学;2011年
6 向艳;强化生物除磷技术在汽车废水处理工艺中的应用[D];西南交通大学;2005年
7 张存珍;单一好氧环境强化生物除磷影响因素研究[D];长安大学;2013年
8 万徐;基于生活污水强化生物除磷的化学除磷药剂优选[D];武汉科技大学;2013年
9 常克;不同乙酸与丙酸比例对于单级好氧生物除磷的影响[D];湖南大学;2011年
10 王五洲;电场强化条件下生物除磷过程规律研究[D];广东工业大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978