论文部分内容阅读
随着人类工业化、城镇化的加剧，水体污染越来越严重，其中磷元素和氮元素污染是一项主要的危害，对自然环境及人类的健康影响极大。传统除磷脱氮工艺磷元素和氮元素有一定的去除效果，但是在过程中需要外加有机碳源，消耗大量的碱度和能源，且基建投资及运营成本较高。厌氧氨氧化技术作为一种新型脱氮工艺，与传统脱氮工艺相比，具有运行费用低、无需有机碳源和需氧量低等优点。因此，本课题提出在SBR内实现同步除磷亚硝化，为厌氧氨氧化提供适宜的进水。本试验以实际生活污水作为研究对象，在SBR反应器内富集聚磷菌与AOB。并在长期的运行过程中，探索聚磷菌和AOB的生存状况、分布特点。以后置缺氧搅拌消除亚硝酸对厌氧释磷的影响，以降梯度的方式确定最佳污泥龄范围，以沉淀后聚磷菌、聚糖菌和AOB的分布差异进行选择性排泥。最终实现生活污水在SBR反应器内的同步除磷亚硝化。本课题旨在寻求一种同步除磷亚硝化的实现方式，为污水处理和城市污水再生提供技术支持。 本试验通过接种成熟的除磷污泥和亚硝化污泥，采用序批式反应器(SBR)，应用改进后的运行策略:进水、厌氧搅拌、低曝气量搅拌、静置沉淀、排水、选择性排泥、污泥床缺氧搅拌，在常温条件下(20～25℃)研究了两种排泥方式在三个不同梯度污泥龄(40、20、10d)下生活污水的除磷亚硝化效果。结果表明:整个过程亚硝化率都在95％以上，随着污泥龄(SRT)的减小，系统除磷能力逐渐提高，氨氮去除容积负荷逐渐降低;在相同SRT条件下，排污泥床表层污泥比排底层污泥能获得更好的除磷效果和更高的氨氮去除容积负荷。在长期运行中发现，采用排污泥床表层污泥的方式，控制污泥龄为20d，总磷去除率为95.92％～97.12％，出水总磷质量浓度为0.1～0.4mg/L，氨氮去除容积负荷为0.12kgN/(m3·d)，出水亚硝酸盐氮和氨氮的比值约为1∶1，可以实现常温生活污水SBR同步除磷亚硝化的稳定运行，为后续的厌氧氨氧化提供了合适的进水。 鉴于上述试验为接种经过驯化的成熟污泥，试验进一步对同步除磷亚硝化系统的启动策略进行了探索，并对其除磷和亚硝化的特性进行了研究。将常温生活污水SBR同步除磷亚硝化启动策略分为三个阶段:第一阶段采用高DO(0.5～1.5)mg/L，以AOR达到70％标志第一阶段完成。第二阶段采用低DO(0.2～0.5)mg/L，以AOR超过60％，NAR达到95％标志第二阶段完成。第三阶段，延长厌氧搅拌时间至4h，以AOR为57％～63％控制曝气时间，选择性排污泥床表层污泥，控制SRT为20d，以TP去除率达到95％标志第三阶段完成。经过31d实现了生活污水SBR同步除磷亚硝化的启动。并通过烧杯试验验证了反应器内存在以NO2--N为电子受体的反硝化聚磷菌，对NO2--N的耐受浓度为25.3mg/L。 综上，试验通过对常规SBR运行策略的改进以及对排泥方式和污泥龄的研究实现了SBR同步除磷亚硝化的稳定运行，并确定了可操作的快速启动策略，可以为厌氧氨氧化工艺提供合适的进水，为污水处理和城市污水再生提供了一种新的技术支持。