不同C-N比條件下好氧顆粒污泥的穩(wěn)定性及脫氮效果研究.pdf

1、本研究以自配不同C/N比廢水為研究對象，在SBR反應器中培養(yǎng)出具有良好脫氮除碳性能的好氧顆粒污泥?？疾旌醚躅w粒污泥的培養(yǎng)和發(fā)育過程，觀察過程中顆粒污泥外觀形態(tài)變化，并總結顆粒解體方式和影響穩(wěn)定性的因素，針對各因素進行進一步研究，并采取相應措施保證反應器的穩(wěn)定運行。同時考察COD與NH4+-N的去除效果并嘗試通過活性污泥生物添加實現(xiàn)硝化菌富集，在不同階段進行單周期序批實驗進一步明確在不同C/N比條件下好氧顆粒污泥的脫氮效果和氨氮去除機制，

2、以期為好氧顆粒污泥在不同污廢水中的實際應用提供一定的理論參考。
　　通過研究，獲得如下主要結論:
　　(1)由顆粒污泥形成過程可得，直接接種少量初生好氧顆粒污泥和在進水中添加Ca2+元素可加速顆?；M程，試驗在第11d成功培養(yǎng)出好氧顆粒污泥。當顆粒污泥處于成熟階段時，一般呈現(xiàn)淡黃色或者土黃色。電鏡照片顯示好氧顆粒污泥在不同C/N比的生長階段，內部優(yōu)勢菌是不一樣的，高C/N比階段，以絲狀形態(tài)的異養(yǎng)菌為主;低C/N比階段，球、桿

3、狀的自養(yǎng)硝化菌為優(yōu)勢菌。一般絲狀菌分布在顆粒外層，球、桿狀菌分布在顆粒內部。
　　(2)反應器內顆粒粒徑增大導致顆粒內部DO、營養(yǎng)缺乏以及污泥濃度增加導致F/M（食/微）降低是好氧顆粒污泥形態(tài)失穩(wěn)的兩個主要原因，同時引起的絲狀菌膨脹也是影響顆粒穩(wěn)定性的重要因素。
　　在高C/N比條件下，提高C/N比，好氧顆粒污泥平均粒徑隨之增大;降低C/N比后，污泥粒徑分布向更小粒徑區(qū)間移動，且平均粒徑也會隨之減小。當顆粒污泥處于穩(wěn)定運行期

4、時，無論C/N比大小，顆粒粒徑總是趨于一致且粒徑分布向更大粒徑區(qū)間移動。因此，反應過程中將顆粒粒徑控制在2～3mm，更有利于維持反應器穩(wěn)定。
　　在穩(wěn)定運行期，不同C/N比，顆粒污泥濃度均有上升趨勢，且高C/N比條件下污泥濃度比低C/N比條件下污泥濃度大得多。在低C/N比條件下，好氧顆粒污泥的污泥濃度變化幅度較小。當顆粒解體時，高C/N比條件下，絲狀菌會大量增殖，污泥濃度快速上升易導致顆粒污泥反應器失敗;而在低C/N比條件下，顆粒

5、破碎之后的碎屑會隨出水排出，污泥濃度下降。因此，在高C/N比條件下，反應器應定期排泥，控制污泥濃度，而在低C/N比條件下，污泥濃度對穩(wěn)定性的影響較小，無需考慮排泥。
　　在高C/N比條件下，通過減少沉降時間和提高曝氣強度，在選擇壓和水力剪切力作用下，傳統(tǒng)絲狀菌變成棒狀顆粒，逐漸變成近球形顆粒;在低C/N比條件下，顆粒有兩種解體方式，一種為由內而外的一分為二的破裂，另一種為顆粒污泥外層的剝落，破裂后的污泥碎片均可作為新的二次核，重新

6、形成顆粒污泥，通過改變進水方式，將好氧進水變成厭氧進水，有效控制絲狀菌膨脹。
　　(3)在不同C/N比條件下，氨氮均能在穩(wěn)定運行期取得較好的去除效果，但卻表現(xiàn)出不同的去除機制。當C/N比較高時，NH4+-N主要作為營養(yǎng)物質被異養(yǎng)菌同化吸收去除，在這種情況下，自養(yǎng)硝化菌被抑制淘洗;降低C/N比后，通過添加硝化污泥實現(xiàn)硝化菌在好氧顆粒污泥上的富集，利用硝化作用去除NH4+-N。
　　在高C/N比條件下，C/N比越高，異養(yǎng)菌同化作

7、用就越大，NH4+-N去除效果越好，當C/N比為30時，NH4+-N去除率穩(wěn)定在93％以上;而在低C/N比條件下，C/N比越低，硝化菌越占優(yōu)勢，NH4+-N去除效果越好，當C/N比為4時，NH4+-N去除率穩(wěn)定在98％以上。
　　不同C/N比單周期內NH4+-N降解速率均可劃分為兩階段。在高C/N比條件下，NH4+-N降解速率先快后慢，曝氣初期由于顆粒污泥的吸附和同化作用，NH4+-N降解速率較快;而在低C/N比條件下，NH4+-

8、N降解速率先慢后快，曝氣初期硝化菌活性受到進水有機物的抑制，NH4+-N降解速率較慢。
　　在不同C/N比條件下，單周期內pH總是先上升后下降再上升，但變化原因各不相同。pH及DO變化曲線分界點可作為氨氮降解速率二階段劃分的分界點，試驗可通過監(jiān)測pH及DO來判斷在單周期內COD和氨氮的去除情況。
　　在高C/N比單周期內，C/N比越大，氨氮初期降解速率也越大。C/N為26時，曝氣初期NH4+-N降解速率為0.3907 mg·