强化同步脱氮除硫特性及微生物特性分析

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如今同步脱氮除硫技术的研究已较为成熟。为了强化同步脱氮除硫进程,增大硫转化过程中单质硫的产率,减少二次污染的问题。本文针对缩短氮硫去除时间,提高单质硫产量进行大量实验研究,主要研究了高菌量、接种菌量及溶解氧条件对同步脱氮除硫过程的影响。另外,采用荧光原位杂交技术标记目标微生物,研究聚硫条件下增大单质硫产率的微生物机理。反应过程中,每隔12 h取反应器内泥水混合液,离心后测定上清液中三氮、硫化物、单质硫等化学指标,观测底部污泥样品内微生物群落结构,同时检测反应器中气体组分变化情况。最终得出强化同步脱氮除硫反应、增大单质硫产量的最佳反应条件并进一步揭示其中机理。主要实验结果如下:(1)进水硫化物浓度为150 mg/L~200 mg/L,添加2μM的信号分子C6条件下,脱氮硫杆菌占比为60%左右。通过强化目标微生物特性,快速去除硫化物和硝酸盐,反应至48 h时硫化物去除率达到90%以上,硝酸盐去除率为83.88%。硫转化途径发生改变,单质硫转化率为58%。(2)在信号分子作用下,300 mg/L的进水硫化物浓度所匹配的最佳接种菌量为300 m L。这一条件下,脱氮硫杆菌占总菌的80%以上。同步脱氮除硫反应时间缩短,反应至48 h时,硫化物和硝酸盐去除率达到98%、94%。单质硫转化率提高20%,最高可达70%。(3)进水硫化物负荷为100 mg/L~200 mg/L,信号分子条件下,反应前24 h调节溶解氧量在5.0 mg/L~5.5 mg/L,底部污泥中脱氮硫杆菌生长量提高了20%。溶解氧条件下,脱氮硫杆菌数量达到80%。反应至48 h,硫化物和硝酸盐去除率达到97.85%、96.99%。单质硫转化率提高了40%以上,最高可达到92.32%的单质硫产率。(4)在低、中、高三种进水硫化物负荷下(100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L),外加不同浓度的硫代硫酸盐主要改变底部污泥中微生物群落结构来提高单质硫产率。低、中、高三种进水硫化物负荷下,最佳的硫代硫酸盐浓度为25 mg/L、40 mg/L、30 mg/L。这三种反应条件下,底部污泥中脱氮硫杆菌数量分别达到69%、78%、73%。(5)添加信号分子与硫代硫酸盐联合作用,可进一步提高脱氮硫杆菌的数量,细菌占比增加了10%~15%,脱氮硫杆菌占总菌的80%以上。综上所述,在信号分子作用下,调节接种菌量与进水硫化物负荷相匹配、改变曝气时间以及外加适宜浓度的硫代硫酸盐,都可以通过促进目标微生物脱氮硫杆菌的生长大幅提高单质硫产率。
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