含鹽生活污水脫氮除磷的特性及優(yōu)化控制.pdf

1、隨著含鹽污水的產(chǎn)生途徑和產(chǎn)生量日益增多，環(huán)境保護(hù)對(duì)含鹽污水的處理要求也不斷提升。含鹽污水的處理已經(jīng)不僅僅局限于有機(jī)污染物的去除。防止富營(yíng)養(yǎng)化為目標(biāo)的營(yíng)養(yǎng)污染物的去除和可持續(xù)工藝的開發(fā)已經(jīng)成為含鹽污水處理的新的要求。圍繞實(shí)際工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求，本文采用序批式活性污泥法(SBR)工藝、強(qiáng)化生物除磷(EBPR)工藝、和改良的開普敦大學(xué)(MUCT)工藝以及一系列小試系統(tǒng)，針對(duì)含鹽污水的生物脫氮和除磷過程的微生物特性和控制特異性進(jìn)行研究，首次將含

2、鹽污水氮磷去除、優(yōu)化控制和節(jié)能降耗等新理論引入含鹽污水的處理，發(fā)現(xiàn)了一些有價(jià)值的研究熱點(diǎn)和應(yīng)用前景，研究主要結(jié)論如下：
　　 在SBR中研究了含鹽污水的生物脫氮的特性，確定了不同進(jìn)水鹽度和抑制時(shí)間對(duì)兩類硝化種群的影響和控制手段，研究了利用鹽度抑制實(shí)現(xiàn)種群優(yōu)化的可行性。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)鹽度對(duì)AOB和NOB都有抑制作用，但AOB比NOB有更強(qiáng)的鹽度耐受能力，即使是10g/L鹽度長(zhǎng)期馴化后的NOB對(duì)鹽度耐受能力與AOB相比仍然較弱；進(jìn)水鹽

3、度越高，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎坛滔趸臅r(shí)間就越短，抑制時(shí)間越長(zhǎng)，短程硝化維持的時(shí)間也就越久；選擇進(jìn)水鹽度7.6g/L作為最佳抑制鹽度進(jìn)行種群優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)過4個(gè)月的抑制和淘洗之后，通過FISH手段檢測(cè)表明NOB(Nitrobacter spp)已被淘洗出了系統(tǒng)。較高的鹽度和較長(zhǎng)的抑制時(shí)間是進(jìn)行種群淘汰的兩個(gè)必要因素。
　　 研究了模糊控制應(yīng)用在含鹽污水處理中的可行性和特異性，考察了利用在線控制對(duì)含鹽污水生物脫氮過程的優(yōu)化控制。在SBR法處

4、理含鹽污水硝化反硝化過程中當(dāng)鹽度大于5g/L時(shí)DO曲線不再呈現(xiàn)出較好的平臺(tái)和規(guī)律性；不同鹽度下的pH曲線具有相似的規(guī)律。在SBR法處理含鹽污水的過程中DO不適宜作為自控參數(shù)，只有盡量避免大范圍高鹽度的沖擊才能以pH作為自控參數(shù)。在5g/L鹽度抑制結(jié)合以pH作為在線控制控制參數(shù)的控制在系統(tǒng)中應(yīng)用后，系統(tǒng)可以通過在線控制維持穩(wěn)定的短程硝化，結(jié)合排泥后可以在三個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的種群優(yōu)化，將NOB淘洗出系統(tǒng)。因此，鹽度抑制結(jié)合模糊控制可以作為快速

5、實(shí)現(xiàn)和維持系統(tǒng)短程硝化并實(shí)現(xiàn)種群優(yōu)化的有效手段。
　　 全面考察了鹽度對(duì)普通和耐鹽EBPR系統(tǒng)在不同鹽度抑制下的除磷特性，同時(shí)利用高富集的菌種和配水進(jìn)行了深入了機(jī)理性研究，考察了鹽度對(duì)聚磷菌新陳代謝的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未經(jīng)鹽度馴化的普通EBPR系統(tǒng)，其磷去除率，放磷和吸磷速率都隨著鹽度的增加而降低，7.5g/L以上鹽度對(duì)磷去除率和放磷吸磷都有嚴(yán)重抑制。聚磷菌在厭氧受到抑制后受到影響最大的是對(duì)外碳源的吸收和利用。在好氧條件下收到

6、鹽度抑制后，生長(zhǎng)速率受到影響最大。PAOs的生長(zhǎng)在5g/L的鹽度時(shí)就受到抑制，在15g/L鹽度時(shí)就已經(jīng)完全停止。實(shí)際除磷過程中要避免普通EBPR除磷系統(tǒng)直接接觸高鹽度污水。經(jīng)過10g/L鹽度長(zhǎng)期馴化的耐鹽活性污泥可以較好的適應(yīng)含鹽環(huán)境，鹽度馴化是提高含鹽污水EBPR系統(tǒng)生物除磷的有效手段。
　　 亞硝酸鹽的質(zhì)子態(tài)產(chǎn)物游離亞硝酸(FNA)是PAOs和GAOs代謝過程的真正抑制劑。厭氧條件下，F(xiàn)NA對(duì)PAOs的外碳源吸收利用和內(nèi)源物

7、質(zhì)轉(zhuǎn)化能力都有不利影響，對(duì)GAOs的內(nèi)源物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力影響較?。籊AOs會(huì)生成更多的PHV來代替PHB從而減少能量的消耗。FNA會(huì)直接抑制微生物的生長(zhǎng)抑制。當(dāng)FNA的濃度僅為到1.5×10-3mgN-HNO2/L時(shí)，GAOs的生長(zhǎng)速率已經(jīng)下降至50％；當(dāng)生物生長(zhǎng)被完全抑制時(shí)，PHA的降解和糖原合成僅僅降低為最初水平的50％左右。FNA對(duì)微生物的合成代謝的抑制要大于分解代謝。FNA對(duì)于PAOs和GAOs厭氧和好氧代謝能力的不同抑制作用會(huì)逐漸

8、導(dǎo)致EBPR系統(tǒng)中PAOs逐漸失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)而被GAOs所淘汰。
　　 通過優(yōu)化C/N和C/P比和水力停留時(shí)間等參數(shù)優(yōu)化了革新MUCT工藝處理10g/L含鹽生活污水的去除率，其中C/P=80～120,C/N=7-10，HRT在25h左右最有利于氮磷的去除，優(yōu)化后的革新MUCT工藝氮、磷平均去除率分別達(dá)到87％和72％；并結(jié)合絲狀菌污泥微膨脹節(jié)能理論研究了含鹽污水處理過程中耐鹽污泥絲狀菌污泥膨脹的發(fā)生和控制方法，發(fā)現(xiàn)耐鹽污泥在長(zhǎng)期低