復(fù)合腐殖生物填料SBR系統(tǒng)脫氮除磷效能與功能菌群分析.pdf

1、在活性污泥法污水處理系統(tǒng)中，如何提高和改善污水生物處理過(guò)程中活性污泥的特性，對(duì)保障污水處理效果具有重要作用。近年來(lái)，為了有效利用微生物在某些固體表面附著生長(zhǎng)的特性，提高和改進(jìn)污水的生物處理效果，經(jīng)過(guò)水處理工作者的努力，研發(fā)出一系列具有各種特點(diǎn)的生物填料，但這些生物填料大多是用于生物接觸氧化污水處理技術(shù)或一些復(fù)合式生物處理技術(shù)，其主要作用還是為微生物生長(zhǎng)繁殖提供良好的場(chǎng)所，并不具有提高和改善污水生物處理過(guò)程中污泥特性的作用。本文研究了一種

2、可以通過(guò)內(nèi)置或外置的方式加入到污水處理裝置中，用來(lái)改善系統(tǒng)內(nèi)活性污泥特性，進(jìn)而提高污水處理效果的復(fù)合腐殖生物填料（以下簡(jiǎn)稱復(fù)合填料），并將該填料與SBR相結(jié)合，系統(tǒng)地研究了其對(duì)SBR工藝的促進(jìn)作用。
　　本文采用剩余活性污泥、腐殖土、粘土、水泥、粉煤灰、腐殖酸有機(jī)肥作為原料，一定比例的硅酸鈉和氯化鈣混合溶液作為膠黏劑，并以復(fù)合填料強(qiáng)度和污泥沉降性能作為優(yōu)選條件，通過(guò)不同組分配比試驗(yàn)的比較與分析，在最佳工藝參數(shù)條件下，制備出可改善系

3、統(tǒng)內(nèi)活性污泥特性的復(fù)合填料。該填料為灰褐色圓柱體，其平均尺寸大小為Φ15×35mm，體積約為6cm3，重量約為12g，密度為2g/cm3，比表面積為9.89m2/g，總孔容積為0.04cc/g，孔徑為18.8A。
　　通過(guò)對(duì)有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)的成分構(gòu)成、表面形貌、能譜成分和官能團(tuán)對(duì)復(fù)合填料進(jìn)行分析，表征和探討了復(fù)合填料的內(nèi)在組成成分和微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明復(fù)合填料表面粗糙、多孔、含有大量的凹凸結(jié)構(gòu)，主要的組成元素為C、N、O、Al、Si、

4、Fe，含量最高的為O、Si、C，其含量分別為41.37％、23.50%和19.01%。對(duì)三組SBR的活性污泥進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)添加復(fù)合填料的SBR其污泥特性要優(yōu)于傳統(tǒng)的SBR，而且復(fù)合填料在使用前后腐殖質(zhì)含量保持不變，使用過(guò)程中性質(zhì)穩(wěn)定。
　　復(fù)合填料SBR系統(tǒng)處理生活污水的啟動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明：添加復(fù)合填料的兩組SBR，相比于不添加填料的SBR，能夠縮短啟動(dòng)時(shí)間，可分別提高啟動(dòng)階段NH3-N、TN和TP的去除效率6.14%、6.09

5、%和5.01%。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別提高2%、8%、12%和3%。相比于不添加填料的SBR，添加復(fù)合填料的SBR其N(xiāo)H3-N去除效率大約提高7.52%，TN去除效率大約提高9.58%，TP去除效率大約提高4.62%。
　　二組復(fù)合填料SBR系統(tǒng)與對(duì)照組SBR系統(tǒng)的運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著SRT的提高，COD去除在SRT7d、14d和21d工況下都表現(xiàn)出很好的去除效果，NH3-N去除率從83.

6、83%逐漸提高到90.11%，TN去除率從56.62%逐漸提高到73.00%，TP去除率先從88.29%升高到93.95%后穩(wěn)定到92.58%；隨著HRT的提高，COD去除情況基本不受影響，但可使NH3-N去除率從70.09%逐漸提高到89.48%，TN去除率從40.36%逐漸提高到73.12%，TP去除率從82.38%逐漸提高到95.51%；隨著曝氣強(qiáng)度的提高，NH3-N去除率從83.08%逐漸提高到90.60%，TN去除率從55.3

7、9%升高到73.33%，再降低到60.74%，TP去除率從89.32%逐漸提高到96.19%；當(dāng)水溫從23℃逐步降低到13℃時(shí)，對(duì)COD去除影響不大，但NH3-N去除率從91.33%逐漸降低到63.62%，TN去除率從71.99%逐漸降低到56.67%，TP去除率從92.56%降低到89.68%；當(dāng)pH從5.5逐漸升高到8.5時(shí)，COD先從67.75%升高到83.09%，NH3-N去除率從72.53%逐漸升高到91.23%，TN去除率從

8、52.98%逐漸提高到73.19%，TP去除率從80.19%升高到88.04%。
　　借助Miseq高通量測(cè)序技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，三組活性污泥的群落主要?dú)w屬于11個(gè)門(mén)，Proteobacteria、Bacteroidetes、Chlorobi、Spirochaetae、Fibrobacteres、Firmicutes、Candidate_division_TM7、BD1?5、Verrucomicrobia、Planctomycetes及

9、未確定分類(lèi)地位細(xì)菌，分布比例有較大的不同；其中優(yōu)勢(shì)菌群為Proteobacteria、Bacteroidetes、Chlorobi和Spirochaetae，占總序列數(shù)的87.3%(內(nèi)置填料),88.27%(對(duì)照組)和94.48%(外置填料)。Proteobacteria在內(nèi)置和外置填料活性污泥群落的比例分別為45.04%和49.11%，均比對(duì)照組34.85%的活性污泥群落比例要高，表明添加復(fù)合填料可使系統(tǒng)中的微生物對(duì)環(huán)境有較高的適應(yīng)能

10、力。Xanthomonadales在內(nèi)置和外置填料活性污泥群落的比例分別為17.12%和23.17%，均比對(duì)照組5.51%的活性污泥群落的比例要高，表明系統(tǒng)的除磷能力得到提高；Saprospiraceae在內(nèi)置和外置填料活性污泥群落的比例分別為8.09%和2.86%，均比對(duì)照組29.82%的活性污泥群落比例要低，而Saprospiraceae類(lèi)群減少，胞外聚合物分泌降低，可增強(qiáng)活性污泥的沉降性能，這與污泥沉降和胞外聚合物分析的試驗(yàn)結(jié)果一