低温环境下聚磷微生物的富集驯化研究

针对低温环境下生物强化除磷工艺的启动与运行,研究了厌氧/好氧和厌氧/缺氧两种模式富集驯化好氧聚磷菌和反硝化聚磷菌的效果.研究表明,以城市污水处理厂活性污泥为接种污泥,在8~11℃的低温环境下能有效完成好氧和反硝化聚磷菌的富集驯化,厌氧/好氧和厌氧/缺氧反应器分别在第40d和第80d达到稳定状态.厌氧/好氧反应器内污泥释磷和吸磷能力强于厌氧/缺氧反应器内污泥,分别为27.7 mg P/g MLVSS,35.2mg P/g MLVSS,17.4mg P/g MLVSS,23.1mg P/g MLVSS.反硝化聚磷菌可以在好氧条件下以氧为电子受体快速吸收磷,而好氧聚磷菌在缺氧环境中以硝酸盐为电子受体立即吸收磷的能力较弱,仅为6.9mgP/gMLVSS,占好氧吸磷的19.6%.厌氧/好氧和厌氧/缺氧两个反应器富集前后聚磷菌(Accumulibacter)的丰度分别由9.3%(接种污泥)增加到79.3%(好氧聚磷菌)和61.6%(反硝化聚磷菌),同样表明了在该低温环境下两个生物强化除磷工艺均实现了Accumulibacter的有效富集.     

AOA-SBR工艺污水处理效果及其强化生物除磷性能

为探究AOA-SBR工艺的污水处理效果及其强化生物除磷性能,试验采用厌氧、好氧和缺氧运行模式的SBR反应器进行研究.结果表明,AOA-SBR工艺具有较好的污水处理效果,在增设的缺氧段中发生的反硝化除磷现象,强化了系统脱氮除磷能力.试验期间,在缺氧阶段COD浓度、N H+4—N质量浓度、T N浓度、T P浓度平均分别下降了12、0.35、3、7.36 m g/L,最终平均去除率分别为89.71％ 、99.03％ 、78.56％ 、87.28％.ORP、DO、pH的历时均能较好地反映AOA-SBR工艺在不同时段的生化反应状态.经过培养驯化后,AOA-SBR系统内聚磷菌属Tetrasphaera和反硝化聚磷菌属Dechloromonas均得到明显的富集;主要脱氮功能菌属逐渐由Thauera、Thermomonas、Terrimonas演替为内源反硝化能力较强的Can-didatus_Competibacter、Pseudomonas等菌属,内源反硝化菌和反硝化除磷菌的共同作用保障了系统的脱氮效果.试验结果为AOA-SBR工艺实际应用和推广提供了参考.     

pH和DO作为A2N-IC-SBR工艺实时控制参数

试验从硝化污泥和聚磷污泥的培养开始至A2N-IC-SBR工艺稳定运行结束,系统地记录了污泥驯化培养阶段、A2N工艺运行阶段、A2N-IC工艺运行阶段中pH和DO的变化与氮磷浓度的关系.结果表明:厌氧阶段pH的变化比较复杂,与进水碳磷比、反硝化聚磷菌和好氧聚磷菌的富集程度等因素有关,不同的进水水质与污泥有不同的变化规律;诱导结晶阶段pH的变化受到钙盐投药方式以及混合方式的影响,pH与SP浓度的变化并不存在明显的相关性;硝化反应中硝化作用完成的特征点较明显,d(DO)/dt最大值点及d(pH)/dt由负变正的特征点均可作为硝化完成的指示点;好氧聚磷阶段,聚磷终点与pH拐点、DO大幅上升出现的时刻相同;缺氧聚磷阶段,pH停止上升的时刻可以用来指示聚磷的完成.     

A2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性

利用反硝化聚磷菌进行动态与静态相结合的反硝化聚磷试验,研究A^2/O厌氧段聚磷菌的反硝化聚磷特性。研究结果表明,在A^2/O厌氧段中占聚磷菌总数52%的菌具有同步反硝化聚磷的生物学特性。当以NO3^- -N作电子受体进行聚磷时,其硝酸盐浓度应限制在50 mg/L以下,初始硝酸盐浓度越高,反硝化速率和缺氧聚磷速率及去除率越快,系统由聚磷转变为释磷的时间将延后。由于释/聚磷过程都需要碳源,所以,应控制进水的化学耗氧量（COD）,以200 mg/L为最佳,使在释磷时有充足的碳源而在聚磷时碳源又较少。pH值对释/聚磷有不同程度的影响,在一定范围内,初始pH值越高,释磷效果越好,但当pH≥8.0时,会引起磷酸盐沉积而导致磷酸根浓度降低,从而无法正确判断释磷和生物聚磷效果,反硝化除磷系统的pH值应控制在7.0-7.5的范围内。     

碳源浓度对SBR法同步脱氮除磷的影响试验研究

目的研究碳源浓度变化对同步反硝化聚磷的影响。方法采用厌氧/缺氧/好氧方式运行的SBR反应器。结果相对于不同C/P与C/N值,分别得到相关释/聚磷和反硝化速率;在C/P值大于23,C/N值大于5的条件下,SBR系统对磷、氮及碳的去除率在90%以上,其中通过反硝化聚磷去除磷的比重高达60%~70%。结论在进一步提高C/P,C/N值条件下,碳源浓度的变化对释磷、聚磷速率的影响不显著,但对反硝化速率的影响相对明显。     

脱氮除磷膜-生物反应器的除磷效果及特性

为了研究在脱氮除磷膜-生物反应器中的除磷效果及特性,主要考察了反应器处理生活污水过程对总磷的稳定去除效果,以及生物生长除磷、反硝化聚磷、好氧聚磷、膜截留除磷等不同除磷途径对除磷的贡献.试验结果表明,该工艺取得了较好且稳定的除磷效果,总磷的平均去除率为92.0%.在脱氮除磷膜-生物反应器中,缺氧区发生的反硝化聚磷占到了生物聚磷总量的34.0%～38.6%,反硝化聚磷得到了强化.此外,膜本身对胶体形态磷有一定的截留作用,对进一步降低出水磷浓度起到了一定作用.     

pH值对反硝化除磷的影响

概述了SBR工艺中的反硝化除磷现象,讨论了SBR反硝化除磷工艺中pH值、碳源、聚磷菌与非聚磷菌竞争、污泥龄等影响因素。采用厌氧、缺氧SBR反应器研究了厌氧段和缺氧段pH值变化对以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程的影响。结果表明,当厌氧段pH=8.0、缺氧段pH=7.0±0.1时,脱氮除磷效果最好。     

电子受体对同步脱氮除磷的影响

在序批式反应器(SBR)系统内,利用活性污泥法,考察厌氧、缺氧、好氧组合工艺与厌氧、缺氧工艺中,硝酸盐和亚硝酸盐的存在、不同电子受体出现的顺序对同步脱氮除磷工艺的除磷影响,并讨论了在实现缺氧聚磷条件下,厌氧缺氧好氧工艺碳源的需求量。试验结果表明:反硝化聚磷是一种稳定的代谢行为,聚磷菌可以利用硝酸盐强化除磷;对于实现缺氧聚磷,硝酸盐的作用远远优于亚硝酸盐;亚硝酸盐的存在(<16.1mg.L-1)则对聚磷无明显影响;聚磷菌利用电子受体是以其存在的顺序而依次发生的,且这种利用能力不受电子受体转换的影响;在硝酸盐替代氧为电子受体的同步脱氮除磷工艺中,碳源需求将比传统工艺减少30%以上。     

PCR-DGGE法研究Sludge bio-membrane(SB)系统中反硝化聚磷菌的变化

采用SB同步脱氮除磷系统富集反硝化聚磷菌,利用平板分离法和PCR-DGGE技术,进行微生物种群的跟踪.研究结果表明:通过平板法分离到的微生物主要为棒状杆菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、莫拉氏菌属、葡萄球菌属、副球菌属共7种,富集后细菌主要为不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、副球菌属4种,富集后系统内细菌种类减少,与采用Sequencing Batch Reactor(SBR)池富集的反硝化聚磷菌不同.采用PCR-DGGE法发现富集前以黄杆菌属、产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属、赤细菌属为主,富集后以产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属为主,副球菌属是唯一通过2种办法获得确认的反硝化聚磷菌株.采用PCR-DGGE和16S rDNA克隆文库方法研究的同步反硝化聚磷菌都以变形门占优势.     

反硝化聚磷菌的驯化及脱氮除磷性能研究

目的研究反硝化聚磷菌的富集及菌株反硝化除磷特性,丰富反硝化聚磷菌的菌种,为今后反硝化脱氮除磷技术的实际应用提供参考.方法利用活性污泥为基质快速富集以NO_3~-作为电子受体的反硝化聚磷菌,并用专性培养基于稳定运行的A~2SBR反应器中分离得到2株高效反硝化聚磷菌N4. 3和N4. 1,对两株菌的反硝化除磷效能进行研究.结果在两阶段驯化条件下,共历时36天反硝化聚磷菌富集成功,反硝化除磷系统出水COD、TP和NO_3~--N的质量浓度分别为24. 52 mg/L、0. 37mg/L和2. 64 mg/L; N4. 3和N4. 1均具有PHB及异染颗粒,且革兰氏染色均呈阳性; N4. 3和N4. 1硝态氮去除率分别为95. 83%、96. 30%,总磷去除率分别为88. 34%、91. 42%.结论 A~2SBR系统中反硝化聚磷菌富集效果较好,并且分离出两株具有较高的反硝化吸磷能力的菌株.