半集中式分質(zhì)污水處理系統(tǒng)生產(chǎn)性應(yīng)用及優(yōu)化研究.pdf

1、我國城鎮(zhèn)供排水體制主要為傳統(tǒng)集中式供排水模式，屬于“污染物末端處理”結(jié)構(gòu)，無法實現(xiàn)水資源循環(huán)利用，水資源浪費嚴(yán)重，且系統(tǒng)運行能耗高，屬于資源消耗型模式;而基于污水源分離、分質(zhì)處理及循環(huán)利用、固體廢物資源化的新型半集中式分質(zhì)供排水模式，由于其資源化程度高、運行能耗低、污染物排放少等優(yōu)點，近年來受到廣泛關(guān)注，且國內(nèi)對于生產(chǎn)性半集中式污水處理研究較少，缺乏實踐性數(shù)據(jù)。因此本文以青島世園半集中式分質(zhì)污水處理系統(tǒng)為研究對象，針對基于膜生物反應(yīng)器(

2、MBR)的黑水和灰水處理系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試運行及優(yōu)化工作。通過檢測分析、模擬試驗等方法，考察黑、灰水系統(tǒng)脫氮除磷效率;尤其針對黑水生化系統(tǒng)進(jìn)水碳氮比低、脫氮除磷效果不穩(wěn)定的問題進(jìn)行深入研究，考察了回流比(r)、溶解氧(DO)、污泥濃度(MLSS)等參數(shù)對黑水系統(tǒng)脫氮除磷能力的影響，以尋求系統(tǒng)最佳運行條件;同時，對黑、灰水處理系統(tǒng)微生物種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，研究其脫氮除磷功能菌菌群變化規(guī)律。主要研究成果如下:
　　(1)黑水系統(tǒng)對COD、

3、NH4+-N去除效果較好，去除率分別為97.1％、99.2％，但是由于生化系統(tǒng)進(jìn)水SCOD/TN較低，脫氮除磷效果不穩(wěn)定，系統(tǒng)出水TN、TP平均濃度分別為17.5mg/L、5.2mg/L，其去除率分別為83.3％和45.8％?；宜到y(tǒng)對COD、TN、NH4+-N、TP去除效果均較好，去除率分別為96.6％、90.3％、99.2％、93.3％;但是當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水TCOD/TN＞20時，系統(tǒng)出水NH4+-N、TN濃度升高至10.6mg/L、13

4、.4mg/L，應(yīng)將部分非曝氣區(qū)調(diào)整為曝氣狀態(tài)以滿足有機物氧化和硝化反應(yīng)對DO的需求。
　　(2)混合液回流比和好氧區(qū)DO濃度對黑水系統(tǒng)脫氮效率的影響研究結(jié)果表明，當(dāng)混合液回流比為500％時，系統(tǒng)脫氮效果最佳，系統(tǒng)出水TN濃度為15.8mg/L，TN去除率為84.6％，相比回流比為300％、700％時分別提高了5.6％和3.8％。當(dāng)溶解氧小于0.50mg/L時，硝化功能明顯受到抑制，硝化率僅為43.3％;當(dāng)DO濃度分別為0.60-0

5、.75 mg/L、1.5-2.0 mg/L、3.5-4.0 mg/L時，系統(tǒng)硝化功能逐漸增強，其硝化率分別為90.2％、96.5％和97.8％。
　　(3)利用同步硝化反硝化(SND)強化黑水系統(tǒng)脫氮能力研究結(jié)果表明，逐步降低好氧區(qū)DO濃度至0.6-0.75mg/L時，系統(tǒng)TN去除率升高至90.6％，相對于DO為3.5-4.0mg/L時提高了14.5％，好氧區(qū)SND對溶解性總氮去除率(η(SNDTN))可達(dá)56.1％?；旌弦夯亓鞅?/p>

6、和MLSS對系統(tǒng)η(SNDTN)和TN去除率也有影響，當(dāng)內(nèi)回流比由300％降低至200％時，η(SNDTN)變化較小，但TN去除率下降至83.7％;當(dāng)內(nèi)回流比為500％時，η(SNDTN)降低至15.4％，TN去除率降低至82.8％。將MLSS從9000±300 mg/L降低至6000±300 mg/L時，SND效率顯著降低的同時系統(tǒng)脫氮能力下降，η(SNDTN)由58.8％降低至8.1％，而TN去除率從88.8％下降至76.0％。

7、r>　　(4)利用化學(xué)法強化黑水系統(tǒng)除磷能力研究結(jié)果表明，在生產(chǎn)性系統(tǒng)初沉池中投加21mg/L Fe3+后，系統(tǒng)除磷能力上升，TP去除率由28.8％升高至89.9％，并且混凝劑的投加未影響系統(tǒng)的脫氮能力。
　　(5)利用前置/后置反硝化區(qū)投加碳源對比強化黑水系統(tǒng)脫氮能力研究表明，后置反硝化投加碳源可以明顯提高系統(tǒng)的脫氮能力，系統(tǒng)出水TN濃度降低至13.5mg/L，去除率由78.9％升高至88.8％;后置反硝化COD投加量為50mg

8、/L，其對TN去除量平均為13.1mg/L。
　　(6)通過Miseq高通量測序技術(shù)對MBR處理黑、灰水系統(tǒng)活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，隨著系統(tǒng)反應(yīng)溫度和進(jìn)水負(fù)荷的升高，兩系統(tǒng)的ACE、Chao和香農(nóng)指數(shù)升高，說明微生物種群豐度和群落的多樣性升高;黑水系統(tǒng)除磷功能菌典型PAO為莫拉菌科不動桿菌屬，但其數(shù)量較少，僅占除磷菌的8.76％，其它除磷菌主要參與磷的代謝，聚磷能力有限，黑水系統(tǒng)除磷功能較差;灰水系統(tǒng)除磷功能菌所占細(xì)菌