EBPR系統(tǒng)中聚磷菌與聚糖菌的競(jìng)爭(zhēng)和調(diào)控的基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著環(huán)境水體問(wèn)題的日益突出，“水體富營(yíng)養(yǎng)化”問(wèn)題已得到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)專家、環(huán)保工作者及政府部門的高度重視，污水排放標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格化，污水處理技術(shù)逐漸從以單一去除有機(jī)物為目的逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧纫コ袡C(jī)物，又要脫氮除磷的深度處理，以控制富營(yíng)養(yǎng)化為目的的脫氮除磷已成為當(dāng)今污水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。強(qiáng)化生物除磷(EBPR)是污水除磷的有效而經(jīng)濟(jì)的方法，但是近年來(lái)很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)由于系統(tǒng)中存在大量的聚糖菌（glycogen accumulating orga

2、nisms，GAO），它與具有除磷功能的聚磷菌(phosphorus accumulating organisms，PAO)競(jìng)爭(zhēng)有限基質(zhì)和環(huán)境因素等條件，常常導(dǎo)致強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)惡化甚至崩潰。為促進(jìn)強(qiáng)化生物除磷工藝的發(fā)展，尤其是促進(jìn)聚磷菌與聚糖菌競(jìng)爭(zhēng)原理及調(diào)控方法方面的探討，本課題以 SBR反應(yīng)器為試驗(yàn)裝置，分別研究了以實(shí)際生活污水和人工合成配水為基質(zhì)的強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)，這對(duì)于人們認(rèn)識(shí) EBPR，尋求調(diào)節(jié)菌群之間的競(jìng)爭(zhēng)手段具有比較重要的

3、意義。
　　首先，本研究以P/C和碳源種類這2個(gè)關(guān)鍵因素控制強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)種群富集的方向，試圖通過(guò)富集獲得近似于純培養(yǎng)的大量的PAO，GAO和α-GAO，高 P/C下以乙酸丙酸交替富集 PAO，在低 P/C下可以以乙酸富集GAO，以丙酸富集α-GAO。富集結(jié)果三個(gè)反應(yīng)器中PAO、GAO和α-GAO各占80％，90％，80％以上。
　　鑒于純培養(yǎng)產(chǎn)物對(duì)于研究聚磷菌的重要性，本研究采用傳統(tǒng)的傾注法和涂布法分離，用連續(xù)劃線法純化

4、，以具有強(qiáng)化生物除磷功能的活性污泥作為菌種來(lái)源，對(duì)聚磷菌進(jìn)行了分離，純化和篩選。分離純化得到純菌87株。經(jīng)過(guò)藍(lán)白斑法初篩，有4株菌在限磷培養(yǎng)基和高磷培養(yǎng)基上都顯籃斑，經(jīng)過(guò)吸放磷試驗(yàn)復(fù)篩，得到一株具有厭氧放磷好氧吸磷能力的菌株 P4，經(jīng)考察，它同時(shí)具有在厭氧和好氧交替的條件下轉(zhuǎn)換 PHA，糖原以及聚磷的功能。結(jié)合 P4的個(gè)體和菌落形態(tài)特征、生理生化試驗(yàn)指標(biāo)，以16sRNA技術(shù)鑒定P4為不動(dòng)桿菌Acinetobacter sp.DG880［

5、AY258108]。
　　在環(huán)境條件對(duì)于EBPR系統(tǒng)的影響以及對(duì)于PAO和GAO競(jìng)爭(zhēng)的影響試驗(yàn)中，本研究主要探討了pH、溫度、碳源、C/P以及亞硝態(tài)氮的影響。
　　厭氧段 pH影響小試試驗(yàn)表明，較高的pH對(duì)系統(tǒng)放磷有利，在6.0到8.5范圍內(nèi) pH越高，系統(tǒng)放磷量就越大，厭氧段 pH的差異對(duì)系統(tǒng)去除 COD的能力基本沒(méi)有影響，卻對(duì) PHA的合成影響顯著，在厭氧段 pH為6.0和8.5時(shí)，系統(tǒng)合成PHA的能力都受到了明顯的抑制

6、。好氧段 pH影響小試試驗(yàn)表明，6.0明顯是一個(gè)非常不利于聚磷菌吸磷的pH條件，在6.5到8.5的范圍內(nèi)，高 pH對(duì)好氧吸磷有利。厭氧段 pH長(zhǎng)期影響試驗(yàn)表明，8.0是比較適合聚磷菌放磷的pH條件，在 pH為7.0-8.0時(shí)除磷率可以達(dá)到80％以上，在 pH為6.5時(shí)放磷量和吸磷量都有顯著下降，在 pH為6.0和8.5時(shí)，系統(tǒng)幾乎完全喪失除磷功能，但是聚磷菌只是被不良條件抑制，一旦恢復(fù)正常的不調(diào)節(jié) pH的操作模式，除磷率迅速提升。因此，

7、以實(shí)際生活污水馴化的污泥具有一定的適應(yīng)不良pH影響的能力。
　　在以實(shí)際生活污水馴化污泥的強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)不能在低溫（低于15℃）下長(zhǎng)期運(yùn)行。低溫會(huì)破壞EBPR的生態(tài)系統(tǒng)平衡。
　　在碳源影響的正交試驗(yàn)中，與投加碳源量和投加磷量相比，碳源種類是影響 EBPR系統(tǒng)磷去除率的最關(guān)鍵因素，葡萄糖的均值最大（96.357），說(shuō)明葡萄糖是對(duì)以生活污水馴化的污泥中的PAO來(lái)說(shuō)最好的碳源，以葡萄糖為碳源，系統(tǒng)去除磷的平均效率為96.357

8、%；此外，投加碳源量是影響系統(tǒng)放磷和吸磷的最關(guān)鍵因素，投加碳源越多，系統(tǒng)放磷/吸磷量就越大，對(duì)于系統(tǒng)放磷/吸磷來(lái)說(shuō)，丙酸鈉是最好的碳源。
　　C/P比影響試驗(yàn)結(jié)果顯示，C/P對(duì)COD去除率的影響微乎其微，在C/P小于或等于30時(shí)，磷去除率隨著C/P的增加而增加，但是當(dāng) C/P大于30時(shí)，磷去除率的變化就不再顯著；隨著C/P的增加，系統(tǒng)合成PHA的量沒(méi)有明顯差異，但系統(tǒng)降解COD/釋放P的比例增加，兩者之間呈線性關(guān)系。
　　亞

9、硝態(tài)氮影響試驗(yàn)表明，隨著系統(tǒng)好氧結(jié)束時(shí)亞硝態(tài)氮積累越來(lái)越多， SBR系統(tǒng)除磷能力不斷的下降，當(dāng)亞硝態(tài)氮積累超過(guò)10mg/L時(shí)，磷去除率從原來(lái)的60％左右下降為20％，所以，10mg/L的亞硝態(tài)氮對(duì)于強(qiáng)化生物除磷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)可以容忍的上限值。
　　以丙酸為底物,普通絮狀活性污泥為接種污泥，在 SBR中通過(guò)一系列手段可以實(shí)現(xiàn)富集 PAO的好氧活性污泥的顆?；Ｅ囵B(yǎng)的富集 PAO的顆粒污泥對(duì) COD去除率可達(dá)94%，磷去除率可達(dá)100