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随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生产和生活排放污水中的氮、磷总量不断增加,这给城市污水处理厂的运行带来了严重影响,同时也加剧了城市水体富营养化。目前,生物强化除磷(Enhanced Biological Phosphorus Removal EBPR)技术在控制水体富营养化方面起到了重要的作用。因此对生物强化除磷性能及影响因素的研究有利于这种工艺的应用和推广。
本实验首先以桂林七里店污水厂、北冲污水厂和桂林第四污水厂二沉池回流污泥为研究对象,实验用水为人工模拟配水,采用静态烧杯实验和SBR反应器实验对三个污水厂活性污泥生物除磷性能及这些污泥在SBR系统内启动阶段和运行阶段对常规污染物指标去除状况进行对比研究,实验结果表明:七里店污水厂活性污泥性能高于其他两个污水厂的污泥性能;因此,选取桂林七里店污水厂二沉池回流污泥为SBR实验装置接种泥。
研究不同影响因素(厌氧时间、污泥回流比、有机碳源种类、有机质浓度、硝酸盐浓度和系统不同进水方式)对生物强化除磷厌氧段磷释放的影响。实验结果表明:(1)随着厌氧时间的延长,厌氧释磷量也随之增加。(2)碳源对释磷量大小的影响顺序为:乙酸钠>葡萄糖>淀粉;(3)在不同污泥回流比条件下,系统中对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总磷去除影响较大,但对氨氮的去除没有明显的影响。最佳污泥回流比范围是60%~80%。(4)磷的厌氧释放与有机碳源浓度有关;在厌氧阶段当浓度小于300mg/L时,厌氧释磷量随着进水COD浓度的增加而升高,当COD浓度大于300mg/L时,厌氧释磷量随着进水COD浓度增加而下降。(5)系统中存在硝酸盐氮会对厌氧过程中磷的释放有抑制作用。(6)通过改变系统进水方式,可以使得系统厌氧释磷性能得到进一步优化,大大提高了原水中有机碳源的利用率。
研究温度、pH值和好氧段曝气量对生物强化除磷的影响。实验结果表明:(1)生物强化除磷最佳温度范围为20℃~25℃;(2)系统中pH值在6.0~7.5范围内,对生物强化除磷有一定的促进作用;(3)好氧段曝气量由60L/h上升到160L/h时,磷的去除率随着曝气量的增加而增加,同时吸磷量和吸磷速率也依次增加,但增加幅度不大。
乙酸钠、葡萄糖和淀粉分别作为系统碳源时,系统对磷的去除率分别为95.7%、77.7%和62.2%;通过研究三种碳涑条件下,系统中厌氧段释磷量及速率和好氧段吸磷量及速率进一步证实了乙酸钠对生物强化除磷具有促进作用。在进水有机物浓度较低的情况下,可通过投加乙酸钠调节水中乙酸盐比例来提高生物强化除磷性能,系统最佳乙酸盐比应控制在40%。