论文部分内容阅读
本论文以乌鲁木齐市某污水处理厂提标改造工程中应用的IFAS+磁混凝工艺为研究对象。从实际工程案例出发,研究IFAS+磁混凝工艺的组合在提标改造中的实际应用,对该污水处理厂进出水水质进行了为期一年的水质监测并收集了提标改造前（2015-2017）污水厂的水质数据,对改造前后污水厂处理效果做了对比研究。同时,还采用高通量测序手段对IFAS生物池好氧段中活性污泥和悬浮填料上的生物膜进行取样分析,研究了好氧段内活性污泥和生物膜中微生物菌群结构。通过对该污水处理厂在提标改造应用的IFAS+磁混凝工艺研究,以期为同类污水处理厂的提标改造和运行管理提供借鉴。对污水处理厂改造前的实测进出水水质分析发现,改造前全部达到二级排放（未对TN进行监测）,按一级A排放标准来衡量,COD、BOD5、SS、NH4+-N和TP一级A达标率分别为66.30%、53.42%、8.22%、74.25%和22.74%。采用IFAS+磁混凝工艺提标改造后,出水COD、BOD5、SS、TN、NH4+-N和TP指标平均值分别为20mg/L、1mg/L、9mg/L、6mg/L、1.15mg/L和0.07mg/L,全部达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准,冬季低温也能保证出水达标,部分指标能实现实现类地表IV类标准,如:COD、BOD5、TP和NH4+-N。经过半年的运行后出水稳定,取IFAS生物池中好氧段活性污泥和生物膜样品,采用Mi Seq Illumina高通量测序法分析微生物菌群结构。发现生物膜中微生物多样性高于活性污泥,而且两个样品中优势菌多为具有脱氮和除磷功能的微生物。发现在门水平上,活性污泥和生物膜中的优势菌物种丰度存在差异,但都以变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）为优势菌门。此外,还在生物膜中检测出7个物种丰度较低的菌门,但活性污泥中不存在。在属水平上物种组成差异较大,优势细菌属有Candidatus＿Microthrix（16.63%,2.06%）、norank＿f＿Saprospiraceae（7.68%,8.66%）、norank＿f＿Caldilineaceae（3.53%,2.11%）、unclassified＿f＿Comamonadaceae（4.33%,7.34%）、norank＿f＿Intrasporangiaceae（6.74%,1.72%）、Methylotenera（6.04%,1.10%）、Simplicispira（3.45%,3.16%）、Ferruginibacter（3.53%,2.11%）、Flavobacterium（1.51%,3.19%）、Albidiferax（2.29%,1.95%）、Rhodobacter（红杆菌属;1.12%,0.798%）、norank＿f＿Xanthomonadaceae（0.689%,0.786%）。生物膜中独有的细菌属高于活性污泥中的细菌属,但物种丰度极低。起主要硝化作用的硝化螺旋菌属和亚硝化单胞菌属存在于生物膜中,活性污泥中几乎不存在。通过对生物膜菌群分析,发现硝化功能菌Nitrospira（2.58%）和反硝化功能菌Dokdonella（0.864%）、Dechloromonas（1.57%）分布在生物膜中,表明IFAS生物池具备发生同步硝化反硝化的微观条件。通过以上研究发现,该系统的脱氨能力还有优化空间,可以采用控制溶解氧浓度、碳氮比的方式促进同步硝化反硝化的发生;控制好氧段末端溶解氧的方式减少回流硝化液中溶解氧对前缺氧段环境的影响;改变进水方式与比例提升脱氮除磷能力、提高有机物利用率和降低运行成本等优化处理效果措施。