强化生物除磷体系中聚磷菌与聚糖菌竞争原理与调控方法

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强化生物除磷(EBPR)工艺运行不稳定。在运行失效的EBPR体系中,优势菌种由聚磷菌(PAOs)转变为聚糖菌(GAOs)。GAOs和PAOs是相互竞争的关系,GAOs若成为优势菌种,就会造成EBPR体系除磷效果变差。采用SBR反应器,供给实际小区生活污水以及人工配水,研究了EBPR体系中PAOs和 GAOs之间的相互竞争原理,并提出一套使PAOs成为优势菌种的种群优化调控方法。 分别供给实际小区生活污水和人工配水,对比研究了不同pH值对PAOs活性的长期和短期影响。当pH值从6.5升高到8.0时,PAOs的磷释放速率随着pH值的升高而增大,而当pH值升高到8.5时,PAOs的放磷能力受到抑制,当pH值降低至6.0时,PAOs的放磷能力同样会受到抑制;PAOs在好氧条件下的吸磷能力会随着pH值的升高而有所提高,但并不是pH值越高越好,当pH值升高到8.5时就会使PAOs吸磷能力受到抑制,同样,pH值下降到6.0时也会极大抑制PAOs的好氧吸磷能力。试验结果表明:为了让PAOs成为EBPR体系中的优势菌种,既需要保证最佳的厌氧条件下pH值,又要保证最佳的好氧条件下pH值。厌氧条件下适当的升高pH值有利于PAOs放磷,其pH值宜维持在7.5至8.0之间,而好氧条件下pH值不宜过高或过低,其pH值范围宜在7.0至8.0之间。在整个运行周期内,都不宜使EBPR体系的pH值降低到7.0以下或升高到8.0以上。 在实际小区生活污水中投加碳源和磷源,碳源种类、进水COD浓度以及进水磷浓度为三个考察因素,每个因素取三个水平,选定磷去除率、厌氧条件下的放磷量和好氧条件下的吸磷量作为试验指标,进行多指标因素试验。得到因素主次顺序为:碳源种类、进水COD浓度和进水磷浓度;三个因素的优水平分别为丙酸钠、进水COD浓度为550 mg/L以及进水磷浓度为11 mg/L;本试验的最优组合为:丙酸钠、进水COD浓度为550 mg/L和进水磷浓度为11 mg/L。试验结果表明:碳源的种类以及进水COD浓度对于EBPR体系的影响很大,而又以前者影响最大。对于PAOs而言,它在厌氧条件下吸收碳源表现出一定的选择性,在厌氧条件下PAOs会优先考虑吸收丙酸钠;环境溶液中存在的易降解基质越多,对于PAOs的生长是很有利的。此外,对于PAOs而言,进水中的磷浓度过高或过低都不宜于PAOs的生长。供给实际小区生活污水,考察了环境溶液中不同温度对EBPR体系中PAOs活性的影响。当温度降到13℃时,PAOs放磷速率在3.0~4.0mg P/L·h,吸磷速率在6.0mgP/L·h左右,磷去除率下降到10%左右:当温度在20℃时,PAOs放磷速率升高幅度不大,为4.0~6.0mg P/L·h,但是其吸磷速率却提高到了10.0mgP/L·h以上,磷去除率迅速上升到95%以上。试验结果表明:温度对EBPR体系中PAOs的活性产生很大的影响。温度的增加可以提高PAOs的厌氧放磷速率以及好氧吸磷速率,吸磷速率受温度的影响比放磷速率受温度的影响要大很多;而低温下运行则会抑制PAOs的活性。 供给实际小区生活污水,探讨了在EBPR体系中pH值对NO<,2>积累的影响以及NO<,2>浓度对EBPR体系中PAOs活性的影响。当pH值在6.5和7.0之间时,NO<,2>的积累量变化不大,pH值下降到6.0时,NO<,2>的积累量迅速下降,当pH值从7.5升高到8.5时,NO<,2>积累量从4.35 mg/L上升到21.06 mg/L;当NO<,2>积累量从13.4mg/L下降到0.11mg/L时,PAOs的放磷速率从4.81mg P/L.h升高到9.03mg P/L·h,吸磷速率也从7.11mg P/L·h提高到16.7mg P/L·h,且吸磷速率的增长速度比放磷速率的增长速度要快。研究结果表明:降低pH值会减少NO<,2><->的积累,而升高pH值会提高NO<,2><->的积累;NO<,2><->积累量的减少会有效的提高 PALOs的放磷能力和吸磷能力,相比PAOs的放磷能力而言,其吸磷能力更容易受到NO<,2><->浓度的影响:在实际污水处理过程中,好氧条件下pH值超过8.0后,会造成NO<,2><->的大量积累,从而抑制PAOs的活性,因而必须监控EBPR体系在好氧阶段的pH值和NO<,2><->浓度,防止NO<,2><->的积累对PAOs活性的影响。
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