论文部分内容阅读
随着我国城镇化和工业化进程的加快,国家制定的水质排放标准不断提升,污水处理厂普遍面临提标扩容的压力。生物强化技术,能显著提升生物处理单元的处理效能而成为热门研究方向之一。载体的选择直接影响生物强化技术的应用效果,菌丝球作为一种新型的生物质颗粒载体,具有良好沉降性能、比表面积大、成本低等优点,但其作为丝状菌的一种特定存在形式,作为载体的可行性一直未有系统的探讨。基于此,本文以生物强化城镇污水脱氮效果为目标,在优化菌丝球培养条件,明晰其成球特性的基础上,重点考察菌丝球作为生物质载体的可行性,以及其负载功能菌的强化脱氮效能,以期为菌丝球作为载体用于水处理技术提供强有力的理论指导和技术支撑。为了获得稳定的菌丝球载体,对其培养条件(C/N比、初始p H值)及成球特性进行探讨。结果表明,C/N比为10-60时生物量和碳源量成正相关;培养基初始p H=5时菌丝球成球状态最佳,结构致密、形状规则。结合经济因素考虑,菌丝球培养条件的优化参数为:培养基C/N比为30-60,不需人为调节培养基初始p H(p H=5)。通过绘制菌丝球的生长曲线,确定菌丝球最佳培养时间为60-84h。结合光学显微镜、扫描电镜等手段进行菌丝球的成球过程的阐释,结果表明,菌丝球的成球过程主要为孢子聚集、孢子萌发、分支菌丝大量生长、外层菌丝缠绕晶核生长成球。菌丝球的多孔结构可为微生物的生长繁殖提供场所,可作为生物质载体用于污水生物强化处理。采用人工模拟废水,在不同有机负荷条件下将不同量的菌丝球投加至SBR活性污泥系统中,考察菌丝球在活性污泥系统中的赋存规律及其对污泥性能的影响。结果表明,不同运行条件下菌丝球在活性污泥系统中的赋存规律基本一致,菌丝球作为负载活性污泥的骨架,可吸附活性污泥成为菌丝聚集体。不同菌丝球投加量对污染物去除效能基本不影响,会促进污泥胞外蛋白的分泌,提高污泥的疏水性,表现出良好的污泥沉降性能。R1、R2、R3、R4反应器的SVI30值稳定在58.07m L/g、56.67m L/g、59.26m L/g、53.63m L/g。比较而言,菌丝球投加量与污泥SV30体积相同时系统污泥持留性能和污泥沉降性能更佳。可见,菌丝球作为载体用于生物强化是可行的,其投加不会引起污泥膨胀。微生物群落结构解析结果表明,系统中以变形菌门Proteobacteria和bacteroidota为主,同时系统中存在促进EPS分泌和有机污染物去除的酸杆菌门Chloroflexi;酸杆菌Acidobacteriota;硝化细菌Nitrospira;厚壁菌门Firmicutes。变形菌门Proteobacteria所占比例高达91.56%,其可通过分泌大量的胞外聚合物而使自身的附着力增强。比选菌丝球负载好氧反硝化菌T13的不同方法,考察菌丝球负载T13处理实际污水的强化脱氮效能。结果表明,当接种7.5%的功能菌悬液时,共同培养法负载T13脱氮效能更优。与传统活性污泥系统相比,投加菌丝球负载T13生物强化系统的脱氮效能提升近10%,其处理实际城镇污水的TN去除率达44%(进水TN大约22mg/L)。当直接往反应器里投加3‰的T13菌剂,若同步投加菌丝球,TN去除效果更佳,可见,菌丝球作为生物质载体可有效防止功能菌剂的流失,优化生物强化的效果。