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【消息】毕节市一体化污水处理设备

发布时间:2020-11-17 09:13:39 阅读: 来源:干燥箱厂家

毕节市一体化污水处理设备

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多样性特征  表 3为以不同多样性指数来评估3个阶段取样的多样性特征, 分别为0 d时为高氨氮驯化阶段, 其OTU为989; 56 d时为低氨氮无机配水阶段, 其OTU为972; 152 d时处理生活污水阶段, OTU最高, 达7185, 是低氨氮无机配水时的7.39倍; 王杉允采用短程硝化历时两年时间处理实际污水时检测到OTU仅为364;这说明在无机配水阶段, 生物群落逐渐趋于稳定, 不适应的微生物已被逐渐淘汰, 而处理生活污水时, 进水水质变化, OTU骤然增加, 其中一方面可能是有机物导致的异养菌增殖, 另一方面由于生活污水携带微生物进入导致.  表 3 CANON生物膜污泥的多样性指数  由Shannon和Simpson指数可知, 高氨氮驯化阶段的群落多样性最低, 而处理生活污水时, 微生物群落的多样性最高; 由ACE和Chao1指数可知, 无机低氨氮试运行阶段的物种总数最低, 处理生活污水阶段的物种总数为最高; 而盖度代表各样品文库的覆盖率, 其数值越高, 则样本中序列没有被测出的概率越低, 在处理生活污水阶段盖度为0.85, 表明样品中序列没有被测出的概率较高, 这也说明生活污水阶段仍有微生物种群未被测出, 也反映了这个阶段微生物群落的复杂性和多样性; 相比人工配水而言, 生活污水中微生物的复杂性和多样性会成为CANON工艺实现主流的挑战之一.  3.4.3 属水平功能菌变化  高氨氮无机配水阶段(0 d)、低氨氮无机配水阶段(56 d)、间歇曝气生活污水阶段(152 d)的脱氮功能菌属水平的相对丰度如表 4所示.

表 4 属水平脱氮功能菌的相对丰度  ANAMMOX菌:3个阶段Candidatus Kuenenia相对丰度分别为38.25%、24.48%和13.17%; Candidatus Brocadia的相对丰度为0.39%、1.03%和0.94%;仅在间歇曝气生活污水阶段检测出0.01%的Candidatus Anammoxoglobus.本试验的Candidatus Kuenenia相对丰度降低, 但仍为优势菌种, 而MI等的研究发现有机低氨氮废水使Candidatus Kuenenia失去优势菌地位; 低氨氮无机配水阶段Candidatus Brocadia菌种的丰度相对增加, 间歇曝气生活污水阶段Candidatus Brocadia变化很小, 这也表明Candidatus Brocadia更适应低氨氮基质以及生活污水; 王衫允[30]采用低氨氮配水, NH4+-N和NO2--N浓度分别为(26.9±2.2)mg·L-1和(31.2±2.0)mg·L-1培养ANAMMOX颗粒污泥时, 通过基因检测到ANAMMOX菌属Candidatus Brocadia、Candidatus Kuenenia和Candidatus Jettenia分别占比81.7%、10.5%和7.8%;马斌[32]在降温试验中发现Candidatus Kuenenia相对减少, 而Candidatus Brocadia相对增加, 同时在其处理高氨氮废水的ANAMMOX反应器中发现以Candidatus Kuenenia为主; 高景峰等在原水TN和TP浓度分别为500~600mg·L-1和14. 6mg·L-1时, 检测到Candidatus Brocadia cluster和Candidatus Kuenenia cluster两种菌种, 并且以Candidatus Kuenenia cluster为主; Van等在工程应用处理污水为高氨氮污泥消化液时以Candidatus Brocadia为主, 鹿特丹污水厂B阶段时Candidatus Kuenenia丰度较高, 但最终被Candidatus Brocadia取代, 同时发现在接种反应器中以Candidatus Kuenenia为主.本试验在处理生活污水中Candidatus Brocadia丰度变化幅度小, 而Candidatus Kuenenia下降幅度近50%, 且本试验运行周期较短, 可见Candidatus Kuenenia并不适应主流污水处理, 而Candidatus Brocadia则更适应主流污水处理.根据DO对NOB种群影响, 在低DO和低NO2--N浓度时, 研究者发现NOB种群主要为Nitrospira; Kornaros等[24]的研究表明, 从缺氧到好氧, NOB活性恢复的时间比AOB恢复时间长; 包鹏等通过试验发现, 低溶解氧运行时Nitrospira含量远高于Nitrobacter; 而在高溶解氧运行时, Nitrobacter逐渐取代Nitrospira成为NOB优势菌种, Nitrospira逐渐消失.因此, 采取间歇曝气不断改变DO浓度可以实现对NOB的淘洗和抑制, 从而实现短程硝化。  3.3.2 间歇曝气阶段  在曝气量为50mL·min-1时, DO在0~1.2mg·L-1之间, 出水NO3--N浓度降低, 平均NH4+-N去除率在85%以上, TN去除率在80%以上, TN去除负荷最高为0.30kg·(m3·d)-1; 张倩等[26]采用间歇低溶解氧(0~1.2mg·L-1)曝气的运行方式下, 实现对NOB的抑制淘洗, TN和NH4+-N去除率为77.80%和86.70%, TN去除负荷仅0.16kg·(m3·d)-1, 本试验在相同间歇DO的情况下, TN去除负荷接近其2倍, 说明采用培养成熟的CANON反应器可以维持其高效的脱氮性能; 而当曝气量为100mL·min-1时, DO在0.5~3.2mg·L-1之间, NH4+-N去除率达100%, 出水NO3--N增加, TN去除负荷和去除率分别为0.22 kg·(m3·d)和64.28%;表明NOB活性在提高曝气量之后恢复, 低DO间歇曝气并没有将NOB完全淘洗掉; Bournazou等的研究表明, NOB从缺氧阶段进入好氧阶段时, NOB的活性降低, 而且缺氧时间长度和NOB的活性降低程度成正相关关系.而当曝气量为100mL·min-1时, 停止曝气时, DO降低为缺氧的过程较长, 导致曝气量为100mL·min-1时, 反应器内DO浓度均处于NOB的饱和区内, 因此, 此时的间歇曝气未起到抑制NOB作用.郑照明等采取间歇曝气时发现, 曝气时长小于60 min, DO在4mg·L-1时, 可以实现对NOB的抑制效果, 且对ANAMMOX影响较小; 付昆明等则发现控制DO在0.5mg·L-1以内, 采取间歇曝气可以实现短程硝化.间歇曝气的成功关键在于实现DO浓度差异化来实现抑制NOB, 不同反应器其耗氧速率不同, 其直接影响DO浓度的是曝气量与间歇时间, 曝气量大则可以维持AOB的高效性, 而控制间歇曝气时间实现DO的差异化则是成功抑制NOB的关键.

3.4 CANON生物膜反应器内微生物功能菌的群落变迁3.4.1 表观形态变化  图 4分别为不同时期改性聚乙烯填料挂膜的情况, 图 4(a)为未挂膜时的改性聚乙烯填料; 图 4(b)为试验开始前, 由高氨氮无机配水驯化至成熟期的情况, 其填料附着较为饱满、牢固, 填料内层充满污泥, 颜色鲜红, ANAMMOX菌丰度较高; 图 4(c)为试验开始152 d时的状态, 此时已经处理生活污水92 d, 其表面被灰色污泥附着侵入, 填料表层黏度增加, 表明异养菌可能对生物膜已产生侵入破坏, 但填料表观上仍被红色菌种填充, 说明成熟期生物膜污泥具有一定稳定性; 从图 4(c)中未被填充的新填料可知, 直接以生活污水启动的新填料, 成长为图 4(b)成熟期填料的形态难度较大, ANAMMOX菌难以同异养菌竞争, 因此, 建议实际工程中, 先由无机高氨氮快速培养成熟, 再投入工程应用.(a)未挂膜; (b)驯化成熟期(0 d); (c)间隙曝气生活污水(152 d)图 4 生物膜各阶段表观特征游离氨的影响  1~26 d时, 出水FA浓度为0.1~1mg·L-1, ΔNO3--N/ΔTN值为0.3~0.5, 高于自养脱氮的理论值0.127, 说明FA浓度低于1mg·L-1时, NO3--N浓度增加, FA未起到抑制NOB的作用.而有研究表明FA对NOB抑制范围为0.1~1.0mg·L-1, 对AOB抑制范围为10~150 mg·L-1, 也有研究表明当FA为6mg·L-1可抑制NOB, 说明FA对NOB抑制作用需要较高浓度.本试验在26~46 d时, FA浓度在12mg·L-1时, ΔNO3--N/ΔTN为0.162, 而FA为28mg·L-1时, ΔNO3--N/ΔTN降至0.097, 说明FA在12~30mg·L-1可以实现对NOB的抑制, 其中FA为28mg·L-1可以完全抑制NOB.韩晓宇等也发现在控制FA为33mg·L-1时, 稳定实现短程硝化, FA为16mg·L-1时, NOB活性开始恢复, FA为7.0mg·L-1时完全恢复; 而季民等则认为FA对NOB的临界抑制浓度为6.6mg·L-1; 不同学者的研究结果不相同, 可能是在不同的驯化条件下, NOB对FA产生了适应性, 导致了FA对NOB的抑制浓度的差异性. 47~60 d时重新降低NH4+-N浓度为80mg·L-1时, 出水FA浓度重新降低至1.0mg·L-1以下, ΔNO3--N/ΔTN又升至0.588.综上所述, 保持曝气量恒定, HRT为6 h时, FA浓度大于12mg·L-1时, 可以抑制NOB, 但FA值低于1.0mg·L-1时, NOB活性会快速恢复, 也说明FA抑制NOB作用具有可逆性.在实现短程硝化策略中, FA和DO的联合抑制效果最佳, 当NH4+-N浓度低于100mg·L-1后, 若保持和高氨氮时相同DO浓度, 则会导致较低FA, 从而失去FA对NOB的抑制作用; 若降低DO则会降低AOB的活性, 最终FA和DO的联合抑制作用将失效, 因此, 需要采取其他策略协助实现稳定的短程硝化.

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