廢水厭氧生物除磷技術的基礎研究.pdf

1、我國的水體富營養(yǎng)化問題日益嚴重，磷元素是導致水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，控制磷排放已成為解決水體富營養(yǎng)化問題的重要途徑。近十多年來，厭氧生物工藝在有機廢水處理上得到廣泛應用，其中上流式厭氧污泥床(UpflowAnaerobic Sludge Blanket，簡稱UASB)已成為厭氧生物工藝的杰出代表而倍受人們青睞。但是，人們對厭氧生物工藝的關注，焦點集中在除碳功能上，對其除磷功能，則迄今未見系統(tǒng)的研究報道。本課題選用UASB反應器作為工

2、作平臺，深入系統(tǒng)地探索了厭氧生物工藝的除磷性能，獲得了以下結果： 厭氧生物反應器具有良好的除磷效能。在水力停留時間(Hydrulic RetentionTime，簡稱HRT)為24h、進水COD和磷酸鹽濃度分別為5000～10000mg/L和5～30mgP/L的條件下，UASB反應器的容積磷去除率可高達21.4mgP/L·d，磷酸鹽去除率可高達99.0％以上，出水磷濃度低于0.5mgP/L，達到國家《污水綜合排放標準》(GB8

3、978-1996)中的一級排放標準。 厭氧生物反應器的除磷功能主要來自厭氧微生物的同化作用。將廢水中的磷酸鹽用作營養(yǎng)物質，使之從廢水中轉移至厭氧微生物體內(磷由水相轉移至固相)，再通過泥水分離，使之從廢水中去除，這是UASB反應器實現除磷功能的重要途徑。 厭氧生物反應器的除磷效能受多種因素的制約。進水COD濃度、磷酸鹽濃度以及COD/P值皆為UASB反應器除磷效能的顯著影響因子。提高進水COD濃度，有利于提高容積磷去

4、除率和磷酸鹽去除率。提高進水磷酸鹽濃度，有助于提高容積磷去除率，但會降低磷酸鹽去除率。提高進水COD/P值，有利于提高磷酸鹽去除率，但會限制容積磷去除率。 厭氧生物反應器的除磷效能與除碳效能密切相關。提高反應器的除碳效能有助于提高除磷效能，但除碳效能受除磷效能的影響較小。在進水COD/P值較高的條件下(1000:1)，依然能夠獲得較高的除碳效能(10gCOD/L/d)，碳磷去除比例達1182:1；而在COD/P值較低(1000

5、:2～1000:3)的條件下，碳磷去除比例平均值為655:1，并隨容積COD去除率的提高而降低至500:1左右。 厭氧生物反應器的除磷效能與除氮效能聯系緊密。在除氮效能較高的運行條件下，除磷效能相應較高，但在除磷效能較低的情況下，除氮效能也受影響。在進水COD/P值較低(1000:2～1000:3)的條件下，氮磷去除比例穩(wěn)定在8.6左右，基本不受進水N/P值以及容積氮去除率的影響；而在磷酸鹽濃度較低的情況下(1000:1)，氮

6、磷去除比例增高，最高達18.8。 厭氧生物反應器的除磷效能與生物相組成相關。PCR-DGGE分析以及掃描電鏡觀察表明，在UASB反應器的運行過程中，顆粒污泥的微生物組成逐步從以甲酸甲烷桿菌(Methanobacterium formicicum)等桿菌和球菌為主，轉變?yōu)橐岳硎聲酌淄榫?Methanosaeta concilii)等絲狀菌為主。就出水磷濃度而言，以絲狀菌為主的UASB反應器優(yōu)于以球菌和桿菌為主的UASB反應器

7、。 厭氧生物反應器的生物相變化與進水有機負荷及COD/P值密切相關。在污泥負荷(0.36～0.86gCOD/gVSS-d)較低、進水COD/P值(1000:1～1000:2)較高的條件下，容易引發(fā)顆粒污泥絲狀菌膨脹，導致污泥流失而使反應器行失穩(wěn)，影響除磷效能。 厭氧生物反應器的除磷效能可受硫酸鹽的干擾。當進水COD/SO42-值從7.0降低至2.3時，UASB反應器中的產甲烷過程受到抑制，容積磷去除率由9.6mgP/