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A~2SBR反硝化除磷工艺效能及微生物生理生态特征研究

石玉明  
【摘要】:由于全球性的水体富营养化问题严重,干扰和影响了水资源的可利用价值,给经济发展和人类健康带来了巨大的危害,人们开始逐渐认识到控制污水中的氮磷含量的重要性。因此,研究高效、低耗、无二次污染的氮磷去除技术成为当今水处理界的热点研究课题之一。近年来,反硝化除磷现象的发现,为开发新型的生物脱氮除磷工艺提供了新方向、新思路。 以反硝化除磷理论为基础,采用A2SBR反应器为研究对象,通过试验研究了反硝化聚磷菌(DPB)的选择和富集的必要条件。启动试验表明,常规的脱氮污泥中存在一定数量的DPB,通过创造合适的培养条件,主要是厌氧/缺氧交替的环境和合适的C、N值,DPB可快速成为系统中的优势菌群;稳定运行后的系统,除磷所用碳源最少时的COD:N:P为250:60:10.5,此时C、N、P的去除率均在90%以上;实验选取了影响反硝化除磷的主要因子SRT、NO3-、COD为研究对象,通过试验探讨了这些因子对系统的影响作用机理。在此基础上,对反应器在这些因子作用下,系统现状及未来的发展进行了分析,全面系统地研究了A2SBR反硝化除磷系统的稳定性及稳定性的评价方法。由试验可知,反硝化除磷系统是较脆弱的系统,工艺的运行控制至关重要,反硝化除磷稳定运行的主要条件是合适的泥龄和出水NO3-的浓度,在本试验中得出,当进水COD为250~350mg/L,SRT为18d左右,出水硝氮浓度在1.5~7mg/L时,系统运行稳定性较好。 从稳定运行的A2SBR反应器中分离纯化出48株菌。对分离出来的菌种进行吸磷试验、硝酸盐还原产气试验及异染颗粒和聚-β-羟基丁酸(PHB)颗粒染色辅助检验,最终筛选出四株高效反硝化聚磷菌H16、H19、H24和Xg。通过生理生化指标测定将它们鉴定到属:前三者属于假单胞菌属(Pseudomonas),后者属于肠杆菌属(Enterobacter)。并通过光电比浊法测定了H16、H19、H24和Xg的生长曲线,计算出它们的代时分别为4.6h、9.4h、11.4h和9.1h。探讨了一些较为重要的非生物因子,如温度、pH值对H16、H19、H24和Xg菌株的脱氮除磷效率的影响。结果表明,在温度为20℃~40℃范围内,菌株的生长和除磷效能受到的影响都不是很大,去除反应的最适温度都在25℃左右,因此温度不会成为该菌株在实际污水处理中的应用障碍。在中温条件下,pH值对菌株的除磷效能影响很大,H16、H19和Xg的生长和去除反应最适宜pH值为中性,而H24在中性偏碱的条件下有较好的生长状况和除磷效能。 通过低温诱导驯化,在温度降低到8℃后,最终筛选出生长状况与除磷效能都较好的2株耐冷菌——H16、H24。经过对比研究,发现生长因子的有无对H24的除磷率有一定的影响,而对H16的除磷率没有明显的影响。在8℃低温条件下,H16的适宜生长环境应是中性偏碱,且在中性时除磷效能最好。而H24的生长状况及除磷效能在偏碱环境中最佳。根据对各菌温度生态幅的研究,H16和H24是耐冷菌。


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