生態反應器協同處理污水效能研究與示范研究成果
1 引言
本文為(wei)生態反應器協(xie)同處(chu)理污水(shui)(shui)效能研究與(yu)示范研究成果之工藝(yi)微(wei)生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性與(yu)硝化動(dong)力(li)學分(fen)析。為(wei)提(ti)高吳(wu)淞(song)污水(shui)(shui)處(chu)理廠處(chu)理負(fu)荷、提(ti)升出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi),對(dui)吳(wu)淞(song)污水(shui)(shui)處(chu)理廠進(jin)行了(le)提(ti)標改(gai)造,其改(gai)造后所采(cai)用(yong)的(de)(de)工藝(yi)的(de)(de)特點在(zai)于(yu)在(zai)原有活(huo)(huo)性污泥(ni)池內安裝了(le)填料,并(bing)在(zai)池體上(shang)方種植了(le)能夠長(chang)(chang)出較長(chang)(chang)不(bu)定(ding)根(gen)的(de)(de)植物(wu)(wu)。該工藝(yi)為(wei)活(huo)(huo)性污泥(ni)法、生物(wu)(wu)接觸氧化法及(ji)人工濕地的(de)(de)結合衍生工藝(yi),其目的(de)(de)在(zai)于(yu)充(chong)分(fen)提(ti)高池體內生物(wu)(wu)量,并(bing)提(ti)供(gong)多(duo)種生態位,從而利于(yu)池內形(xing)成微(wei)觀上(shang)的(de)(de)食物(wu)(wu)鏈與(yu)生態系統(tong),繼而對(dui)水(shui)(shui)體中的(de)(de)有機質(zhi)與(yu)營養(yang)鹽進(jin)行深度(du)去除。本文對(dui)生物(wu)(wu)池的(de)(de)為(wei)生物(wu)(wu)活(huo)(huo)性及(ji)硝化動(dong)力(li)學進(jin)行探討。
2 生物池的微生物學分析
該工(gong)藝提高了(le)池體內(nei)生(sheng)物(wu)量,并提供多種生(sheng)態位環境,從而(er)利(li)于池內(nei)形成微觀上的(de)食物(wu)鏈與生(sheng)態系統,繼(ji)而(er)對水體中(zhong)的(de)有機質(zhi)與營養(yang)鹽進行深度(du)去除。
植物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)大(da)腸菌(jun)(jun)(jun)群數(shu)(shu)最多,但其(qi)在植物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)占(zhan)測(ce)(ce)定(ding)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)數(shu)(shu)總(zong)(zong)和(he)(he)比與(yu)其(qi)菌(jun)(jun)(jun)落總(zong)(zong)數(shu)(shu)比均低于(yu)(yu)懸(xuan)浮(fu)(fu)污(wu)(wu)泥與(yu)填料生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo),同(tong)時(shi)未檢出弧菌(jun)(jun)(jun)。填料生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)大(da)腸菌(jun)(jun)(jun)群數(shu)(shu)與(yu)弧菌(jun)(jun)(jun)數(shu)(shu)占(zhan)測(ce)(ce)定(ding)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)數(shu)(shu)總(zong)(zong)和(he)(he)比之(zhi)和(he)(he)也明顯低于(yu)(yu)懸(xuan)浮(fu)(fu)污(wu)(wu)泥。植物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)與(yu)填料生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)放線(xian)菌(jun)(jun)(jun)數(shu)(shu)、芽(ya)孢(bao)數(shu)(shu)的(de)數(shu)(shu)量(liang)及其(qi)占(zhan)測(ce)(ce)定(ding)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)總(zong)(zong)數(shu)(shu)比與(yu)其(qi)菌(jun)(jun)(jun)落總(zong)(zong)數(shu)(shu)比均高于(yu)(yu)懸(xuan)浮(fu)(fu)污(wu)(wu)泥,提示植物(wu)(wu)根系、填料兩(liang)個(ge)生(sheng)(sheng)態位具有較為明顯的(de)拮抗致病(bing)菌(jun)(jun)(jun)或革蘭氏陰(yin)性(xing)菌(jun)(jun)(jun)的(de)特征。
乳酸(suan)(suan)菌(jun)(jun)(jun)和酵母(mu)菌(jun)(jun)(jun)在填料生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)、植物(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)中(zhong)均具有較大(da)數量,且植物(wu)生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)中(zhong)的乳酸(suan)(suan)菌(jun)(jun)(jun)、酵母(mu)菌(jun)(jun)(jun)數量亦(yi)明顯高于填料生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)中(zhong)。乳酸(suan)(suan)菌(jun)(jun)(jun)、酵母(mu)菌(jun)(jun)(jun)對小分(fen)子有機物(wu)中(zhong)的糖類進行(xing)發酵代謝產生(sheng)(sheng)乳酸(suan)(suan)、醋酸(suan)(suan)、乙醇等優質(zhi)碳源,有利于反硝化脫氮。
酵母菌(jun)(jun)能夠合(he)成幾乎所(suo)有(you)微(wei)生(sheng)(sheng)物所(suo)需的(de)氨(an)基酸及其(qi)他(ta)生(sheng)(sheng)長(chang)因子,其(qi)有(you)利于促進(jin)自身(shen)合(he)成能力(li)欠佳的(de)乳酸菌(jun)(jun)、自養型硝化(hua)(hua)細(xi)菌(jun)(jun)甚至厭氧(yang)(yang)氨(an)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)菌(jun)(jun)的(de)繁(fan)殖。芽(ya)孢桿(gan)菌(jun)(jun)、大腸菌(jun)(jun)群具有(you)反硝化(hua)(hua)能力(li),故其(qi)可與乳酸菌(jun)(jun)、酵母菌(jun)(jun)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)碳源及其(qi)自身(shen)的(de)氨(an)化(hua)(hua)作用相互配合(he),在(zai)填料生(sheng)(sheng)物膜及植(zhi)物生(sheng)(sheng)物膜中(zhong)形成大量反硝化(hua)(hua)脫氮體系。
植物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)量顯(xian)著高于懸浮污(wu)泥(ni)及(ji)填(tian)(tian)料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜。除此之外,各微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)及(ji)各生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)位的差(cha)別與優勢(shi)明(ming)顯(xian)。懸浮污(wu)泥(ni)與普(pu)通(tong)活性(xing)污(wu)泥(ni)法、填(tian)(tian)料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜與普(pu)通(tong)接(jie)觸氧(yang)化工藝生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜的微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)差(cha)別明(ming)顯(xian)。
3 微生物脫氮性能研究
混合(he)液(ye)中(zhong)氨(an)氮快速硝(xiao)化階段(duan)速率曲線的線性(xing)回歸率R2均在0.95以(yi)上(shang),掛(gua)膜(mo)污(wu)泥的硝(xiao)化速率較小(xiao)于植(zhi)物(wu)根系污(wu)泥和(he)污(wu)泥懸浮液(ye),但因(yin)其(qi)MLSS濃度很低(di),故單位質量污(wu)泥的硝(xiao)化速率(AUR)高(gao)達42.3mg NH3-N/(g MLSS·h),分別是植(zhi)物(wu)根系污(wu)泥AUR的4.1倍和(he)污(wu)泥懸浮液(ye)AUR的15.2倍。
混合液(ye)中硝(xiao)態氮快(kuai)速反(fan)硝(xiao)化階段速率曲線的(de)線性回歸率R2都在0.98以上,反(fan)硝(xiao)化速率測試結果可靠性較(jiao)高(gao)。填料掛膜污(wu)(wu)泥(ni)反(fan)硝(xiao)化速率小于植(zhi)物(wu)根系(xi)污(wu)(wu)泥(ni)和污(wu)(wu)泥(ni)懸浮液(ye)。單位(wei)質量污(wu)(wu)泥(ni)的(de)NUR高(gao)達25.6mgNH3-N/(gMLSS·h),是植(zhi)物(wu)根系(xi)污(wu)(wu)泥(ni)NUR的(de)1.5倍(bei)和污(wu)(wu)泥(ni)懸浮液(ye)的(de)6.1倍(bei)。
污(wu)(wu)(wu)水處理(li)系(xi)統(tong)中掛膜微(wei)生物(wu)的硝(xiao)(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv)及反硝(xiao)(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv)均遠高于(yu)植(zhi)物(wu)根系(xi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)及污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)懸浮液(ye)中的微(wei)生物(wu);植(zhi)物(wu)根系(xi)的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)微(wei)生物(wu)反應速(su)(su)率(lv)也高于(yu)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)懸浮液(ye);相(xiang)比于(yu)硝(xiao)(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv),植(zhi)物(wu)根系(xi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)微(wei)生物(wu)的反硝(xiao)(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv)更(geng)接近于(yu)掛膜污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)微(wei)生物(wu)。植(zhi)物(wu)根系(xi)帶污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的硝(xiao)(xiao)化(hua)速(su)(su)率(lv)為2.88 mgN/(g·h),明顯大于(yu)好氧池污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的1.27 mgN/(g·h),由于(yu)植(zhi)物(wu)根系(xi)會富集硝(xiao)(xiao)化(hua)細菌,促進了硝(xiao)(xiao)化(hua)作(zuo)用。
4 結論
吳淞污(wu)水處理廠(chang)提標改造(zao)采(cai)用(yong)的(de)活性污(wu)泥法、生(sheng)(sheng)物接觸(chu)氧化(hua)法與人工(gong)濕地(di)結合的(de)衍生(sheng)(sheng)工(gong)藝,不(bu)僅可以充分提高池體內生(sheng)(sheng)物量、形成微(wei)觀上的(de)食物鏈與生(sheng)(sheng)態系(xi)(xi)統,由于(yu)植物根系(xi)(xi)會(hui)富集硝化(hua)、反硝化(hua)細菌,還可以促進硝化(hua)-反硝化(hua)作用(yong),利(li)于(yu)反應池氮的(de)去除。

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