论文部分内容阅读
逐年增长的剩余污泥产量逐渐成为污水处理厂运行的经济负担,并有潜在生态环境危害性;随着我国对污水排放标准和污泥处理处置标准要求日益严格,同步强化污染物去除和污泥原位减量耦合技术是未来研究重点。本研究中采用复合流离填料（FSC）和普通多面填料（SC）做为生物膜载体构建序批式生物膜（SBBR）污泥原位减量反应器,比较了FSCSBBR和SCSBBR反应器剩余污泥表观产率和污染物去除效率,优化了最低剩余污泥产量和最优去除污染物的运行工况,通过小试试验深入分析和讨论了不同材质填料的SBBR反应器污泥原位减量潜在机理。同时,构建了一种强化污泥原位减量和同步高效去除污染物的污水处理组合工艺:A2O污泥原位减量耦合侧流结晶除磷工艺（A2O-SIC）,在传统A2O中投加FSC填料形成生物膜,优化了侧流结晶除磷柱运行最佳工况,探究了侧流结晶除磷单元添加对主流生物工艺效能和微生物种群结构的影响,考察A2O-SIC组合工艺长期运行中剩余污泥产量和出水水质,并简析了A2O主流生物工艺和SIC单元耦合作用。对比了FSC和SC两种材质填料的污泥减量效果研究,并优化了污泥原位减量生物膜系统运行参数。试验结果表明生物膜系统最优运行工况为运行温度25℃,HRT 12h,DO浓度45 mg/L;FSC填料构建的FSCSBBR比SCSBBR污泥原位减量效能更好,剩余污泥表观产率为0.22±0.10 g MLSS/g COD,降低污泥产量27.27%;污染物（COD,NH4+-N,TN和TP）平均去除率分别为93.39%,96.66%,82.13%和60.23%,比SCSBBR的去除效果分别提高5.22%,1.43%,6.57%和7.47%。以FSC作为填料的生物膜系统同步污泥原位减量和污染物去除效果更好。深入分析和讨论了不同材质填料的SBBR反应器污泥原位减量潜在机理,试验结果表明,污泥衰减和新陈代谢解偶联是主要引起污泥原位减量作用的原因。FSCSBBR比污泥衰减作用下污泥减量比SCSBBR提高提高33.18%,新陈代谢解偶联提高减量作用80%。与污泥减量相关的Bacteroidetes和Acidobacteria门微生物在两个系统中占到主导地位,水解发酵类相关属Firmicutes,Spirochaete门和Mizugakiibacter属等微生物在FSC生物膜表面富集,相对丰富度大于SC,发酵细菌促进生物膜水解,胞溶-隐性增长作用也是引发FSCSBBR污泥原位减量的机理。探究A2O-SIC组合工艺最优除磷工况和运行效能,结果表明,除磷单元最优运行工况为结晶柱混合液pH为8,反应时间为30min,晶种粒径100150目,曝气量300L/h,Ca/P摩尔比为2.5,晶种投加量50%,厌氧上清液侧流比例40%。出水TP平均浓度0.54mg·L-1,去除率88.89%;组合工艺的剩余污泥表观产率为0.18±0.05 g MLSSS/g COD。SIC单元添加不会恶化主流单元微生物活性,并能促进Thauera,Methyloversatilis等与除磷反应相关的特异性微生物富集,提高聚磷菌含量。耦合作用有效提高主流单元EPS含量降低污泥产量,提供外加碳源,提高组合工艺脱氮除磷效率。