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1、生物除磷代謝機(jī)理研究表明,在厭氧/缺氧交替運(yùn)行條件下,兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厭氧微生物即反硝化除磷菌(DPB),可使反硝化脫氮和吸磷這兩個(gè)不同的生物過(guò)程在缺氧反應(yīng)環(huán)境中同時(shí)完成?,F(xiàn)有研究表明,反硝化除磷工藝可以在氧耗量和碳耗量方面實(shí)現(xiàn)低能耗,在處理低C/N、C/P比城市污水和提高碳源利用率上體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。但是,現(xiàn)有反硝化除磷脫氮工藝無(wú)論是單泥還是雙泥系統(tǒng)都存在各自的缺點(diǎn)和不足,主要表現(xiàn)為硝化段硝酸鹽產(chǎn)率低、處理系統(tǒng)自產(chǎn)硝酸鹽供給不
2、足、碳源利用率低、處理效果不穩(wěn)定等。 為此,本論文在綜合分析MSBR特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,為發(fā)揮MSBR工藝集約化程度高、控制靈活、單元操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)除磷脫氮效果不穩(wěn)定的不足,在傳統(tǒng)除磷脫氮工藝中增設(shè)反硝化除磷區(qū),實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的“雙重吸磷”,從而開(kāi)發(fā)了新型的反硝化除磷工藝——DNP-MSBR,并從系統(tǒng)啟動(dòng)能力、提高硝化區(qū)NO3-產(chǎn)率、除磷脫氮效果以及影響因素等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究,結(jié)果表明: ①DNP-MSBR工藝穩(wěn)
3、定運(yùn)行期間,進(jìn)水COD 150~350 mg/L、PO43- 5~7 mg/L、TN30~50 mg/L 、NH4+-N 20~40 mg/L、污泥齡12~15d的情況下,出水效果為COD10~33mg/L 、PO43-0.3~1.5 mg/L、TN 3~10mg/L、NH4+-N 0~4mg/L。 ②生物膜硝化區(qū)NO3-產(chǎn)率的影響因素包括COD負(fù)荷、NH4+-N負(fù)荷、DO以及進(jìn)水堿度與氨氮比值。本試驗(yàn)掛膜條件下,系統(tǒng)COD負(fù)
4、荷小于0.5kg/m3·d、NH4+-N負(fù)荷低于0.12kg/m3·d、DO維持在5~6mg/L、進(jìn)水堿度與氨氮比值大于8的運(yùn)行條件下,可以取得高至75%的硝酸鹽產(chǎn)率。 ③DNP-MSBR工藝中,研究發(fā)現(xiàn)缺氧區(qū)進(jìn)出水△NO3-/△PO43-大于2時(shí),系統(tǒng)利用自產(chǎn)硝酸鹽可以促得70%的磷缺氧吸收;輔以序批區(qū)后好氧吸磷,可以保證系統(tǒng)在進(jìn)水PO43-為5~7mg/L的條件下,出水PO43-平均保持在0.5mg/L,體現(xiàn)了“雙重吸磷”
5、的特點(diǎn),獲得了較為優(yōu)異且穩(wěn)定的處理效果。 ④在進(jìn)水C/P保持在25~50范圍時(shí),研究發(fā)現(xiàn)DNP-MSBR工藝可以保證出水PO43-穩(wěn)定在0.1~1.5 mg/L之間,與傳統(tǒng)生物除磷脫氮工藝相比,獲得了低C/P條件下的優(yōu)異的除磷效果,體現(xiàn)了反硝化除磷工藝中追求的“一碳兩用”的效果。 ⑤試驗(yàn)對(duì)DNP-MSBR工藝的中特有的污泥超越比、序批區(qū)的曝氣時(shí)間、DO以及沉淀時(shí)間對(duì)處理出水的聯(lián)合影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:最佳污泥超
6、越比控制在25%,序批區(qū)曝氣時(shí)間為1h,DO保持在3~4mg/L之間,沉淀時(shí)間為1.5h時(shí)工藝出水效果最好。 ⑥D(zhuǎn)NP-MSBR工藝中生物相豐富、菌膠團(tuán)較明顯、沉降性能好,可以認(rèn)為厭氧、缺氧、后好氧交替可以滿足原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的生存,系統(tǒng)具有理想的微生物生態(tài)。 ⑦對(duì)DNP-MSBR工藝中厭氧區(qū)COD降解、磷釋放,缺氧區(qū)反硝化吸磷以及生物膜硝化區(qū)硝化建立動(dòng)力學(xué)模式,并對(duì)建立的模式進(jìn)行了計(jì)算求解。結(jié)果表明各反應(yīng)區(qū)各成
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