SRT对A2OMBBR工艺中聚磷菌特性的影响杨小梅

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第17卷第1期矣全与坏境学板Vol.17No.12017年2月JournalofSafetyandEnvironmentFeb.,2017文章编号:10〇9 ̄6〇94(2〇17)01 ̄〇256 ̄〇6EBPR影响因素的研究以SBR类型反应器为主,而基于改进A2/O-MRRK丁#由型的连续流A2/〇反应器的研究并不多。余建恒等[4]采用別A/U丄乙中A/A/MBBR雜,好氧区删悬浮填料,实现了硝化菌和聚聚磷菌特性的影响#磷菌的分相培养。该系统在短泥龄条件下出水磷质量浓度为0.35myL,其他指标符合国家一级A排放标准,实现了A/杨小梅张月1'潘丹华U2,王羽华U2,李勇1’2A/MBBR创新工艺的基础性研究。(1苏州科技大学环境科学与工程学院,江苏苏州215009;排泥是活性污泥工艺控制中最重要的一项操作,通过排2苏州科技大学环境生物技术研究所,江苏苏州215011)泥量的调节,可以改变活性污泥中微生物的种类和增长速度,可以改变需氧量、改善污泥的沉降性能,因而可以改变系统的摘要:采用强化生物除磷系统(AV0-MBBR)联合工艺,在不同污功能,影响出水水质,污泥龄(SRT)直接反映活性污泥系统的泥龄(SRT)(2〇d、l5(U〇d、6d、3d)的条件下,考察A2/0系统各区污泥浓度[5]。同时,由于不同的微生物有不同的世代周期,聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,AV0-MBBR联合工艺采SRT将影响活性污泥系统中不同种群微生物的增长,从而对用双泥雜,分觥养了雜__菌,该錄__補于自不_生__单位触物PHB合雌雜选雛作用。养型硝化菌的生长滅累,硝化反应已不是AV〇-MBBR联合工艺[6]运行的關因素,SRT缩短对系统中总氣(TN)、化学需氧量(C〇D)去,一fit论决,了污泥除效果影响不大,可溶性正憐酸盐(SOP)去除報SRT缩短廳步世代咖’短泥龄的活性污泥系统目I够驯化出单位微生物上升,SRT为3d时去除率最大为94%。聚-;3-轻基丁酸(PHB)是聚PHB合成量较高的微生物种群,而SRT过长,惰性微生物数磷菌(PA〇s)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与量会增加,反而会降低PHB合成量;对胞内聚合物进行了基能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与础性研究。综上,本文采用李勇等⑴提出的由A2/0改进的释憐、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为AV0-MBBR连续流双泥系统进行研究,在传统活性污泥工6d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作艺基础上发展的AV0生物脱氮除磷工艺可以有效地去除污用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚水中的有机物、氮、憐等物质,移动床生物膜反应器(MBBR)碟菌来说,在SRT为10d时对PHB的利用率最髙,代谢活性最好;而则在传统活袢污泥丁艾的某种卜诵县拽埴勉本描仆对于传统聚麵来说,在SRT为6d时其代谢性能雑,且■菌占_=全菌比例最大。短泥龄条件有利于提髙胞内聚合物的单位污泥质量的去2除’具有^■理效率高、耐冲击负荷目目力强等特分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6d点。本文以A/〇_MBBR双泥系统中的PA0s为对象,研究时各胞内聚合物含量最高,A2/〇-MBBR联合工艺的处理效果最佳。不同泥龄条件下聚磷菌的特性,将微观与宏观指标相结合,分关键词:环境工程学;A2/0-MBBR;污泥龄;聚磷菌;胞内聚合物析聚磷菌的聚磷能力及微生物特性随泥龄的变化情况。中图分类号:X703.1文献标识码:AjDOI:10.13637/j.issn.1009*6094.2017.01.049柯料句万,云〇引言1.1试验装置^试验采用由A2/0改进的A2/0-MBBR联合工艺(图强化生物除磷(EBPR)是减轻或避免水体富营养化的重要1)。本装置采用连续流双污泥系统,在AV0后增设中沉池、途径,也是保护地表水环境的重要手段⑴。在EBPR典型活性终沉池及MBBR反应池,MBBR池中采用亲水性良好的ZH污泥工艺中,通过厌氧/好氧交替运行,活性污泥中的聚磷菌博士填料。该工艺单独设立硝化区,有效实现了聚磷菌(PAOs)被选择并生长为优势种群,在厌氧和好氧隨,聚-(1>施)和硝化菌的分相培养避免了硝化菌与pA〇s的泥龄轻基丁酸(PHB)、麵、多麵酸盐(Pdy-P)通过不断地合成、之争,也缓解了反硝化菌和PAOs对有机碳源的竞争,脱氮除分解、利用,完成了磷的释放与吸收[2]。PHB是聚磷菌去除污憐效果优于传统A2/0I艺染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程12°中起重要作用,因此’与PHB相关的脱麵磷机綱究成为?试麵水为人工配水(表仏乙酸納(驗)作为单一EBPR研允热点之-。此外,EBPR巾PHB的合^?律对于建碳源,氯化钱(NH4C1)及磷酸二氢钟(KH2P04)分腦供麵立新======艮价n鍾和磷源。同时投加微量元素(表正常生以‘对于聚磷菌胞内聚合物的研究方法在国外已相对成熟,以核酸分子杂交技术和核算序列测定技术为主的分子生物学°技术在EBPR系统研究中是常用的方法[3],而泥龄对EBPR表1进水水质中胞内聚合物的影响及微生物鉴定研究较少。目前关于Table1Waterqualityofinfluent项目数值I项目数值*收稿日期=2015-05-06可溶性CODc/37〇_■N〇3--N质量浓度/〇 ̄〇犯作者简介:杨小梅,硕士研究生,从事水污染控制技术研究;李勇(mg‘L’(mg-L-1) ̄.(通信作者),教授,从事环境影响评价、废水处理工程可溶性正憐酸益:(SOP)_.设计、环境规划、环境应急、土壤污染调查和修复等研质量浓度/(mg.L-1)? ̄8pH7'5'8-5究,yongli69@163.com。基金项目:江苏省环境科学与工程重点专业(类)项目(201223276);NH/-N质量浓度/乃?扣温度广^江苏省特色优势對斗二期立项项巨(呷七丨)_J2562017年2月杨小梅,等:SRT对A2/〇-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响Feb.,20171.3运行条件3),表明本工艺具有良好的COD去除能力。但当SRT为3d接种污泥取自苏州福星污水处理厂。该污水处理厂采用时,出水COD大于100mg/L,未达到一级A标准,系统对倒置AV0工艺,脱氮除磷效能较好。污泥经沉淀后弃去上清COD的去除率大大降低。泥龄越长,各区的MLSS越高,有机液,过滤淘洗后加人反应器维持厌氧、缺氧、好氧3个反应区负荷越小,吸收消耗掉的有机物越多。当SRT为3d时,厌氧的污泥质量浓度(MLSS)分别为5#L、4.5g/l.、3g/L左右,区MLSS低于1.0g/L,而缺氧段的污泥质量浓度更低(0.8MBBR池的污泥质量浓度为4mg/L。好氧和MBBR反应区通&/L),反硝化菌的淘洗使厌氧区剩余的有机物在缺氧区也没过各隔室底端曝气供氧,好氧池的溶解氧(DO)质量浓度控制有足够的能力吸收,从而导致出水COD急剧上升、COD去除在1 ̄2池的DO质量浓度控制在4 ̄5mg/L。率急剧下降。1.4分析方法良好的硝化和反硝化是实现高效生物脱氮的必要条件,试验中化学需氧量(COD)、氨氮(NH/-N)、硝态氮两者缺一不可。硝化菌为自养型微生物,其生长增殖代谢速(NO,—-N)、亚硝态氮(NOf-N)、可溶性正磷酸盐(SOP)等率比异养微生物慢,世代周期长。本系统采用双泥系常规理化指标测定方法参照《水和废水监测分析方法》[91;统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,硝化反应已不是A2/0-PHB含量测定采用紫外分光光度法,经过次氯酸钠和三氯甲MBBR联合工艺运行的限制因素;而且AV0区已去除大量烷萃取后,用浓硫酸消解测定;糖原含量测定采用蒽酮法;P〇-有机物,进人MBBR区的污水有机物含量低,可以避免异养ly-P含fi测定采用过硫酸钾消解、钥锑抗分光光度法。菌大量增殖。因此,反应器内的微环境有利于自养型的硝化贫果与,寸论细菌的生长和积累,确保了NH/的高去除率。SRT为6 ̄-Vk20d时系统TN去除率没有明显的波动,维持在83%左右,在2.1SRT对COD'TN去除的影响.表3不同SRT工况下COD、TN的去除情况在SKI为6 ̄20d吋COD去除率维持在82% ̄87%(表Table3RemovalofCODandTNunderdifferentSRT表2微量元素液组分Cirr/,1C0D/(mg-L-')TN质量浓度/(mg.L-1)Table2Componentoftraceelement'进水出水去除率/%进水出水去除率/%质量浓度/||质量浓度/20376.1060.7283.8625.284.1083.78成分(g.L-i)成分(g.L-丨)15381.3367.8082.2231.154.9584.11 ̄ ̄EDTA〇TlFeS04?7H205/710370.0950.8986.2526.854.3283.91MgS04?7H2020.6CuCl?2H200.196352.4547.3386.5723.103.5284.76CaCl25.6ZnCl20.053377.33117.4368.8822.824.6579.62MnS04-H2Q〇■14H3B03〇?^注:数据为多次测定的平均值。硝化液回流JIlFtiL/T^搅拌机均勾搅拌机—^^^F^Fn===:==:进水?Vx"\A叶'?水池厌氧池缺氧池好氧池中间沉淀池MBBR池沉淀池污流图1a2/o-mbbr工艺流程Fig.1FlowchartofA2/0-MBBRprocess257Vol.17No.1妾全与坏堍学板第17卷第1期SRT为6d时,TN去除率最高。但当SRT缩短至3d时,系统表4中的指标能从本质上反映释磷时聚磷菌的生化代谢TN去除率急剧下降至79.63%,这是由于泥龄过短,排泥量性能。从AP/A聚磷值看出,SRT为20d时厌氧释磷对聚磷大,缺氧段的反硝化菌来不及生长而使得系统反硝化作用大的分解利用率最高。Smolders等[18]提出了厌氧释磷过程的大削弱,从而导致出水N(V-N质量浓度急剧增加。但总体代谢方程(pH=7时),即来说,由于采用分相培养的方式,泥龄对系统TN去除率的影(CH3COOH)1/2+0.5(C5H,Q05)1/6+0.4SHPO3+响不大。综合考虑系统的有机物去除及脱氮效果,SRT为6d0.023H20-1.33(C4H602)i/4+0.48H3PO4+0.17C02时AV〇-MBBR联合工艺的处理效果最佳。由该公式计算出来的AP/A聚磷值为1.2625。本文所2.2SRT对SOP去除的影响得结果与该理论值存在稍许差异,这可能是因为进水碳源并传统活性污泥法中MLV

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