反硝化除磷颗粒污泥培养方式及效能研究

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反硝化除磷颗粒污泥是兼具反硝化除磷“一碳两用”和好氧颗粒污泥沉降性能好、生物密度高、含水率低等诸多优点的一种新型生物除磷脱氮工艺。本文通过两种不同模式:A/O→A/O/A(厌氧/好氧→厌氧/好氧/缺氧)模式和A/O/A(厌氧/好氧/缺氧)模式培养反硝化除磷颗粒污泥试验的比较,考察了在污泥颗粒化后强化富集DPAOs和同时完成颗粒化与DPAOs富集的可能性,研究了不同模式下培养颗粒的物理性质及污染物去除效果,并通过批试验对颗粒污泥的反硝化除磷能力进行了分析。另外,本试验采用高径比(H/D=3.88)较低的气升式间歇反应器SBAR,全程不控温进行颗粒污泥的培养,可为好氧颗粒污泥的实际工程应用提供理论依据和技术支持。主要结论如下:(1)A/O→A/O/A模式运行49 d后得到成熟颗粒,而A/O/A模式需要58 d。扫描电镜观察发现,A/O→A/O/A模式形成颗粒的表面以杆菌和少量丝状菌为主,而A/O/A模式培养颗粒的表面以球菌占主要地位。(2)A/O/A模式培养颗粒的沉降速率和比重(35.9 m/h和1.061 g/cm3)比A/O→A/O/A模式(30.4 m/h和1.022 g/cm3)的大,前者培养颗粒的粒径(1.45 mm)也大于后者(1.24 mm),但其颗粒强度并未受到影响。(3)两不同模式下,EPS的变化均呈现增加-减少-再增加的趋势。PN/PS比与细胞相对疏水性的变化呈正相关,A/O→A/O/A模式和A/O/A模式所得相关系数分别是0.949和0.988。(4)在C、N、P三种底物负荷值范围分别是0.48~0.74 kg/m3·d、0.063~0.076 kg/m3·d和0.011~0.018 kg/m3·d情况下,A/O→A/O/A模式运行的反应器平均出水COD、NH4+-N和TP浓度分别为57.18 mg/L、小于1 mg/L和4.55 mg/L,相应的平均去除率分别是86.48%、99.17%和65.56%。加入缺氧段后,TN和TP去除率均有所提高,TN去除率最高达到74.3%。A/O/A模式运行的反应器平均出水COD、NH4+-N和TP浓度分别为59.72 mg/L、小于1 mg/L和1.74 mg/L,相应的平均去除率分别是85.9%、98.46%和91.13%。TN去除率最高达到81.8%。33 d的污泥冷藏对A/O→A/O/A模式TP去除效果的影响较大。(5)两不同模式下,典型周期内污泥含P率和PHB含量的变化符合PAOs代谢特性,但A/O/A模式变化趋势更明显。批试验得到DPAOs比例分别为20.9%和44.7%,可见在DPAOs选择性富集方面,A/O/A模式更具优势。
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