论文部分内容阅读
目前传统的除磷机理认为,聚磷菌（PAO）只有在厌氧条件下充分释磷,才能在好氧条件下过量吸磷以实现磷的去除。在厌氧条件下聚磷菌主要摄取VFA类有机物来合成内碳源,完成磷的释放,如果系统中缺少厌氧阶段或者碳源为大分子有机物,那么系统很难达到良好的除磷效果。本课题组利用可溶性淀粉作为唯一碳源,在缺氧-好氧交替运行的SBR脱氮系统中,实现了磷的高效去除。本文对这种不同于传统污水除磷技术的生物除磷机理进行了研究,揭示了在缺氧-好氧运行的SBR系统中除磷的主要特性,分析了不同影响因素对系统除磷的影响机理,旨在完善生物除磷理论,为进一步开发新型高效生物除磷技术奠定基础。研究结果表明:（1）在以淀粉为唯一碳源的缺氧-好氧SBR脱氮系统中,经一定时间的驯化后,能够实现高效的脱氮除磷,这种除磷有别于传统生物除磷和反硝化除磷。（2）在硝酸盐存在的缺氧-好氧SBR系统（R1）中,微生物的代谢能量来自于淀粉的发酵,产乳酸发酵细菌在缺氧阶段发挥了除磷主要作用;在厌氧-好氧运行的SBR系统（R2）中,磷的去除依靠传统聚磷菌的好氧过量吸磷作用。（3）对比同步运行的缺氧-好氧SBR系统（R1）和厌氧-好氧SBR系统（R2）,R1系统更有利于Candidatus Saccharibacteria门菌以及Enterobacter、Lacibater属菌的生长富集,这些细菌均具备将葡萄糖发酵为乳酸的能力;R2系统则主要以Thiothrix,Thermomonas,Chryseolinea属菌为优势菌,且菌群结构更复杂,多样性更高。（4）稳定运行的缺氧-好氧SBR系统中,缺氧初始阶段投加亚硝酸盐,对缺氧吸磷表现出明显的抑制作用,相反却提高了释磷量和释磷速率。当投加NO2--N浓度分别为2mg/L,5mg/L和10mg/L时,缺氧平均释磷速率为0.532,0.584和1.02 mgPO43--P·gSS-1·h-1,好氧平均吸磷速率为0.462,0.365,0.357mgPO43--P·gSS-1·h-1,即随NO2--N浓度的增大,缺氧平均释磷速率升高,好氧平均吸磷速率降低。缺氧阶段乳酸的浓度随NO2--N浓度的升高而降低,糖原的含量随NO2--N浓度的升高而增加。推测亚硝酸盐的积累抑制了乳酸生成的过程,使缺氧吸磷缺乏能量,影响了磷的摄取。（5）碳源的改变对除磷效率与除磷机理有显著影响:以乳酸为碳源的缺氧-好氧SBR系统中,微生物能够直接吸收利用乳酸来合成PHB和糖原,并能实现高效生物除磷,但除磷机理与传统除磷机理相同;当以混合基质为碳源时,系统除磷率较低,证明淀粉是实现缺氧吸磷的关键因素。