富磷污泥厌氧消化磷释放与回收的研究进展

生物强化除磷(EBPR)工艺会产生大量的富磷污泥。富磷污泥中的聚磷菌(PAOs)在厌氧消化过程中吸收外界碳源并释放大量正磷,高浓度的磷会对厌氧消化系统中厌氧微生物的代谢产生影响,使得消化过程更加复杂。富磷污泥厌氧消化过程会产生磷、氮、有机物和金属离子等物质,其中磷的回收利用可以减少磷矿资源的开采,从而实现磷资源的可持续循环利用。因此,研究富磷污泥厌氧消化过程中磷的变化规律,既为厌氧消化系统的稳定运行提供理论依据,又为磷的资源化回收利用提供参考。对富磷污泥厌氧消化释磷的相关研究成果以及磷回收进行分析和总结,并提出了相应的研究方向。     

侧流化学除磷对AO连续流生物除磷系统的影响

为解决城市污水高效除磷和磷回收的问题,开发厌氧释磷上清液侧流除磷工艺(anaerobic supernatant phosphate strip process,简称ASPS工艺),在侧流比为33%下运行,发现该工艺对生物除磷系统的影响主要表现在以下几个方面:(1)系统磷和有机物的去除性能不受影响,出水可溶性磷和COD浓度分别为(0.53±0.12)mg/L、(42.00±5.69)mg/L;(2)活性污泥分布松散并与大量丝状菌结合成难沉降的絮状结构,沉降性能变差,粒径变小;(3)从系统内微生物能量代谢角度分析知,胞内PHA和糖原含量水平无明显变化;但胞内聚磷颗粒含量减少,厌氧释磷受阻,侧流厌氧释磷浓度从22.17mg/L下降至5.20 mg/L,最终导致侧流部分失去高浓度磷化学沉淀的优势;(4)化学磷回收量占进水磷量比由133.02%下降至31.20%,可实现磷的有效去除和回收利用;(5)对微生物种群变化的影响还有待进一步探究。     

温度对SBR强化生物除磷工艺除磷性能的影响

以厌氧/好氧交替运行的序批式反应器(SBR)为对象,利用荧光原位杂交技术(FISH),研究了温度(20、25和30℃)对强化生物除磷(EBPR)的影响。结果表明,温度为20℃时,系统的磷去除率高于98%,厌氧释磷速率和好氧吸磷速率分别为55.70 mg P·(gVSS·h)~(-1)和45.16 mg P·(gVSS·h)~(-1),聚磷菌(PAOs)占总细菌(EUB)的比例达到90%,而聚糖菌(GAO)的比例只有1%;温度升高到25℃后,除磷效果不断降低,释磷速率和吸磷速率逐渐下降,PAOs的比例下降,而聚糖菌(GAOs)的比例不断增加;温度为30℃时,出水水质恶化,磷去除率仅为67%,释磷速率和吸磷速率分别为33.66 mg P·(gVSS·h)~(-1)和17.55 mg P·(gVSS·h)~(-1),GAOs的比例高达87%,而PAOs的比例仅为5%,在与PAOs的竞争中,GAOs处于优势,导致除磷效果降低。     

温度对生物除磷系统微生物种群关系及动力学的影响

以西安市第三污水处理厂的氧化沟工艺为对象,利用荧光原位杂交技术(FISH),研究了温度对强化生物除磷系统(EBPR)除磷性能及微生物种群关系的影响。结果表明:当水温低于20℃时,厌氧释磷速率和乙酸吸收速率随着温度上升逐渐增加,聚磷菌(PAOs)占总细菌(EUB)的比例也逐渐增加;当水温在20~25℃之间,厌氧释磷速率达到最大值,为10.86 mgP·(gVSS·h)~(-1),乙酸吸收速率随温度升高持续增加,PAOs占EUB的比例也达到最大值,为6.65%;当水温高于25℃时,厌氧释磷速率随温度的升高而下降,而乙酸吸收速率则继续增加,聚糖菌(GAOs)的数量已经超过PAOs而成为优势菌,导致处理效果下降。通过对实验数据的统计,得出活性污泥厌氧乙酸吸收速率的温度系数为1.018。     

污水生物除磷若干影响因素分析

在系统阐述污水生物除磷机理的基础上,深入分析了微生物群体平衡、城市污水水质、环境因子以及工艺运行参数和运行方式等方面对生物除磷效果的影响.分析结果表明:生物除磷系统的溶解氧浓度不宜太高,一般好氧区DO＜2 mg/L,厌氧区DO＜0.2 mg/L;厌氧段存在硝酸盐对生物释磷有负面影响,缺氧段存在一定浓度的硝酸盐有利于生物聚磷;碳源必须充分、易降解;TKN/COD＜0.1的城市污水有利于生物除磷;pH偏碱性可提高生物除磷效率;低温对生物除磷效果影响不明显.     

不同碳源和泥龄对反硝化聚磷的影响

在4个SBR装置(1#~4#)中,对4种不同比例的丙酸/乙酸合成废水采用厌氧/缺氧方式驯化富集反硝化聚磷菌(DPB),研究了碳源浓度和污泥龄对除磷的影响。实验结果表明:(1)厌氧段碳源COD浓度越高,释磷越充分,溶解性正磷酸盐(SOP)去除率越高;但当碳源COD浓度超过某个浓度值时,未反应完全的有机物残留于后续缺氧段对缺氧吸磷产生抑制作用。(2)污泥龄SRT=15 d时,活性污泥的性能较好,达到了较好的除磷效果。(3)在相同碳源浓度和相同的污泥龄下,随着丙酸/乙酸比例的提高,SOP的去除率逐渐的降低。说明在厌氧/缺氧环境下,碳源中丙酸比例的提高不利于系统中磷的去除。高乙酸含量的碳源更适合反硝化除磷系统。     

基于不同基质的强化生物除磷系统中生化反应机理研究进展

阐述了3种不同基质(乙酸盐、丙酸盐和葡萄糖)在强化生物除磷系统中的生化模型反应机理.重点介绍了聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)和产乳酸菌在厌氧/好氧条件下对能量及还原力(NADH2)的利用方式;聚-β-羟基链烷酸盐(PHA)的合成方式及存在形式,糖原、乳酸(L型)的代谢途径等.虽然控制基质条件可以实现稳定的强化生物除磷效果,但目前的生化模型并不能完全解释所有的代谢过程,今后要在分离纯种的PAOs及相关生化代谢过程中酶的活动等方面进行深入研究.     

倒置A~2/O与常规A~2/O工艺除磷效果对比

通过对西安市某污水处理厂倒置A2/O工艺的沿程监测和工艺解析,分析明确了该工艺生物除磷效果差的影响因素。研究表明,缺氧池反硝化不完全,厌氧池高浓度硝酸盐是抑制聚磷菌释磷的重要因素。当厌氧池内硝酸盐浓度大于4 mg/L时会明显抑制生物除磷效果。硝酸盐的浓度在1~4 mg/L时,随着硝酸盐浓度的升高,释磷效果显著降低。为避免硝酸盐对聚磷菌的影响,需将厌氧池硝酸盐浓度控制在1 mg/L以下。硝酸盐对聚磷菌释磷的影响原因是生物脱氮除磷对碳源的竞争,以乙酸钠和原污水为碳源分析硝氮盐对释磷效果的影响。结果表明,易于生物降解的优质碳源更有利于聚磷菌在厌氧环境下释磷,倒置A2/O的前置式缺氧池首先将大量优质碳源用于反硝化,而造成后续厌氧池聚磷菌释磷效果差。针对这一研究结果,对该污水厂提出将倒置A2/O调整为常规A2/O的改造方案,改造后厌氧池硝酸盐浓度由3.57 mg/L降低至0.89 mg/L,聚磷菌释磷量提高1.8倍,系统除磷效果增强,出水总磷降低至0.66 mg/L,与倒置A2/O相比降低0.21 mg/L。     

非稳定状态下除磷过程的特点研究

为了研究非稳定状态下生物除磷的特点,采用序批式间歇反应器(SBR),通过不同的进水方式(连续进水和瞬时进水),系统地考察了进水体积、NOX-N、限制曝气等因素对除磷过程的影响。结果表明,在温度为(23±0.5)℃、pH为7.0～8.0时,厌氧搅拌期连续进水的比释磷量(单位质量污泥(以MLSS计)的释磷量(以PO43-P计))比瞬时进水时高出42.11%。在运行条件相似的情况下,厌氧搅拌期的比释磷量与每周期进水体积无关。相对于连续进水,瞬时进水更有助于促进微生物利用有机底物进行自身的生长。限制曝气对连续进水和瞬时进水的释磷过程都存在明显的影响,在DO小于0.1mg/L的情况下,2者的比释磷量相对非限制曝气时分别降低了57.14%和55.56%。在连续进水时,NOX-N的反硝化结束伴随着释磷速率的突然升高。利用贮存作用并不能每次都成功地抑制丝状菌污泥膨胀。     

COD对强化生物除磷系统的影响及OUR的变化规律

以实际生活污水为研究对象,在SBR系统中采用厌氧/好氧运行方式,考察强化生物除磷(EBPR)系统中好氧阶段COD浓度对聚磷菌除磷性能的影响以及不同好氧阶段COD浓度下的OUR变化规律.实验分4个阶段进行,分别为不投加外碳源、厌氧结束时投加不同体积的乙酸钠作为外碳源,使COD分别提高50、100和300mg/L.4种工况...